山県昌景
武田氏に従属した菅沼氏や奥平氏など奥三河国衆は山県の指揮下に組み込まれていたため、これらに先導させて三河東部の長篠城経由で浜松方面へ進軍する。三河八名郡の柿本城、更に越国して遠江の井平城も落とし南進し、浜松城を圧迫する下地作りを完了させた上で信玄本隊に合流した(仏坂の戦い)。同年12月22日には武田勢と三河の徳川家康との間で三方ヶ原の戦いが発生し、『甲陽軍鑑』では山県勢が崩れかかったところを武田勝頼が助けたとする逸話を記している。
元亀4年(1573年)4月12日、信玄は信濃伊那郡駒場において死去する。『甲陽軍鑑』によれば、信玄は「わしの死を3年間秘せ。そして勝頼を補佐してくれ」、「明日は瀬田に旗を立てよ」と遺命を託され、馬場信春とともに重鎮の筆頭として信玄の嫡子の武田勝頼を補佐することになった。しかし、勝頼との折り合いは悪く、疎まれたという。
勝頼の家督相続後、天正元年(1573年)8月21日には三河長篠城(愛知県新城市)への後詰の指揮を命じられている。
『明知年譜』によると、天正2年(1574年)、武田勝頼の東美濃侵攻における明知城をめぐる戰いでは、救援に来た織田信長本隊3万人に対し山県は6000人の別働隊を任され、山岳地帯の地形を利用して撃退した。戦闘では退却する信長軍を追撃して4里退かせ、信長の周囲を固めた16騎のうち9騎が打ち取られて7騎が逃げ出すなど、一時は信長を瀬戸際まで追い詰める場面もあったという。