三方ヶ原の戦い
当初、徳川家康と佐久間信盛は、武田軍の次の狙いは本城・浜松城であると考え、籠城戦に備えていた。一方の武田軍は、二俣城攻略から3日後の12月22日に二俣城を出発すると、遠州平野内を西進する。これは浜名湖に突き出た庄内半島の北部に位置する堀江城(現在の浜松市西区舘山寺町)を標的とするような進軍であり(堀江城攻略の意図については後述)、武田軍は浜松城を素通りしてその先にある三方ヶ原台地を目指しているかにみえた。
これを知った家康は、一部家臣の反対を押し切って、籠城策を三方ヶ原から祝田の坂を下る武田軍を背後から襲う積極攻撃策に変更し、織田からの援軍を加えた連合軍を率いて浜松城から追撃に出た。なお、近世の軍記物では、軍議は浜松城で開かれたことになっているが、本人は参戦していないものの兄が参戦している大久保忠教の『三河物語』では家康が浜松城から出陣した後(つまり武田軍により近い場所)に開かれたと記されている。
武田氏では信玄の死を秘匿し、四男の武田勝頼が家督を継ぐ。その際の間隙を突いて武田軍の撤退から半年も経たない8月には家康は長篠城を取り戻すことに成功した上に、奥平貞能・貞昌親子の調略も成功させている。これらは後の長篠の戦いで大きな意味を持つことになる。勝頼は翌天正2年(1574年)には東美濃遠山氏の本拠地岩村城を包囲(岩村城の戦い)。2月7日には明知城を攻略し(明知城の戦い)、その他遠山十八支城と呼ばれる串原城や阿木城などを悉く攻め落とし、また大圓寺を初めとして満昌寺などの遠山領内の寺院を悉く焼討ちして、最後に飯羽間城を落とした(飯羽間城の戦い)。
信長は反信長勢力を打破し、三河・遠江では家康が反攻を強めた。一方で天正年間に勝頼は小笠原長忠が篭る高天神城を落とすなど遠江の再掌握を開始することに成功する。しかし天正3年(1575年)5月21日に三河における長篠の戦いでは武田方は織田・徳川連合軍に敗れる。
勝頼は信長との和睦を試みるが(甲江和与)、天正9年(1581年)には徳川家康の遠江国高天神城の包囲に対して勝頼は救援を出せないまま高天神城は落城し、翌年天正10年(1582年)3月には織田・徳川連合軍の武田領侵攻(甲州征伐)により、武田家は滅亡した。