虽然小笠原长时在村井城外接连讨取了岩崎胜秀、栗原正清和今井虎意三名武田家一门重臣，但是好景不长，紧随而来的武田晴信随即亲自调动麾下的旗本众、足轻众对小笠原军发起猛攻。
小笠原长时由于麾下兵力寡少，逐渐处于不利的局面。不仅如此，小笠原长时麾下的猛将草间肥前守、泉石见守等人也先后被武田军所讨取。
而泉石见守是小笠原家中最擅长弓术的家臣，名气颇盛。随着他的阵亡，小笠原军瞬间士气跌落谷底，很快便被武田军击溃了。小笠原长时在损兵折将后自知不敌武田军，只好放弃村井城，直接逃到其本据林城，固守待援。
小笠原军在盐尻岭、村井城之战的相继战败、损兵折将，使得筑摩郡的濑黑城、浅间城、塔原城、青柳城、万西城、岛立城、西卷城、桐原城、大城等地的守将不是望风降服武田，就是弃城而逃。这就使得身在林城的小笠原长时处境更加岌岌可危起来。
最后，小笠原长时见大势已去，经过再三权衡之下，决定暂时放弃自己的本据林城，前往家臣二木重高位于安昙郡的中塔城（中洞城）以此来躲避武田军的兵锋，从长计议。而中塔城是位于山谷之中，易守难攻，城内的粮草辎重也可撑数年之久，完全可以坚守待变。
随后，武田晴信便率军进入了空无一人的林城。为了不让小笠原长时再次重返林城，从而根绝后患，武田晴信便下令将此城拆除。同时，武田晴信还将林城不远处西北方的深志城进行大规模的普请改修，意图将此城作为武田家在信浓中部地区的一大重镇。至此，东筑摩郡大部分也落入了武田晴信手中。
之后，小笠原家家臣们见小笠原长时放弃本据林城而逃往中塔城之后，便纷纷开始自谋出路起来：重臣三村入道投降并出仕武田家；会田幸久逃往武藏，出仕太田资正；赤泽经智逃往越后，出仕越后上杉家······
就在武田晴信在大举攻入小笠原领的同时，小山田信有也在武田晴信的安排下，也在积极开展北信浓攻略，攻打隶属于村上义清的田口城城主田口良能。而与之相对的村上义清也纠合了不愿从属武田晴信的佐久郡诸将，对被武田军围攻的田口城展开救援，意图将小山田信有所部的退路和粮道截断。
身在深志城的武田晴信得知了这一消息后，立即亲自率军翻越蓼科山前去救援小山田信有部，途中不做任何休整。在与小山田信有部进行合流之后，武田晴信随即于夜间对毫无防备的村上军发起了突袭。
武田晴信先是派遣麾下足轻大将四天王中的横田高松和小幡虎盛二人率五百余军势截断村上军的退路，并且讨取村上军在外围负责警戒的游军一百余人。随后，武田晴信亲率一万大军猛攻田口城，一战破之，将城主田口良能讨取。
村上军经过此战败后，军心沮丧，村上家重臣清野清秀便向村上义清进言退兵返回小县郡重整旗鼓。而武田晴信却果断抓住战机，令原虎胤（足轻大将四天王之一）、多田满赖（足轻大将四天王之一）、下曽根昌利（足轻大将）等将率五百余军势蹑村上军背后而击之，自己则是率大军在之后跟进。
准备撤退返回小县郡的村上军在遭到武田军突袭后措不及防而溃败，在混乱之中被武田军讨取达到了三千余人，伏尸十余里。村上家被俘获的足轻、杂兵、领民更是无数，隶属于村上家的武石信广、横尾采女正、福田美作守等东信浓诸将皆先后被武田军所讨取。
武田晴信随后趁着己方大胜之际，连克先前被村上义清所夺走的前山城、岩尾城、今井城等十余座城池兵砦。之后武田军更是长驱直入，攻入村上家所领有的小县郡境内，兵临砥石城（户石城）城下。
此战可谓是彻底洗刷了武田晴信在上田原之战中惨败的耻辱，但是这次田口城之战的失利并没有对村上家造成元气大伤。
如果砥石城被武田军攻落，那么村上家将失去东信浓最重要的屏藩而不得不收缩防线。
砥石城是一座山城，构筑在东太郎山麓之上，往南能鸟瞰上田原，东北即是真田乡，东南能进入佐久郡，西南是千曲川与神川的交汇点，可谓扼守四面八方的真正要害之地。
除去地理位置上的一夫当关万夫莫开之外，砥石城本身也是一座坚固的城池。其实砥石城只是核心城池，其四周还有枡形城（北部）、米山城（西南部）与砥石城（南部），构成了层层护卫、环环相扣的城池群，因为此战武田军是由南而北攻击的，所以主要的战事还是发生在了砥石城。
但不知为何，武田晴信在望着周边的千曲川和上田原后又开始有些犹豫起来。一方面武田晴信也想趁着此番大胜一举将小县郡、埴科郡等北信浓诸郡收入囊中，另一方面又开始担忧麾下疲惫不堪的军势是否能继续连战连捷。就这样，武田晴信在砥石城下虚度了六天时间。
由于武田晴信的犹豫不决，给了在砥石城内驻守的村上家重臣乐岩寺雅方、布下仁兵卫等人足够的时间做好了笼城死守的准备。在他们的严防死守之下，师老兵疲的武田军久攻不下。
这时，山本勘助已经意识到长期的攻城战将会让武田军陷入不利的境地，便立即向武田晴信进言应当退兵返回甲府。
“御馆大人，我军已经接连攻打砥石城近半个月，若是继续屯兵于坚城之下并非取胜之道啊！”山本勘助一瘸一拐的走到武田晴信面前进谏道。
“堪助，本家也知晓，若是不将砥石城攻落，那么村上周防守仍然会趁着我军返回甲府之际率军南下攻入佐久郡，皆是还会有不少国人领主、地头武士倒向村上家，使得本家出阵佐久郡徒劳无功。”武田晴信不甘心的说道。
“我军接连在筑摩郡、佐久郡等地取得大胜，应该慎重行动以保持我军的军威。眼下我军并没有完全掌握村上周防守的动向，若是村上周防守率军与砥石城的城兵里应外合的话，我军危矣！”山本勘助最担心的就是距离砥石城不远处葛尾城城内的村上义清。
“经过田口城一战后，村上家已经损兵折将，村上周防守必然不会轻易率军前来，就算他率军前来救援砥石城，本家布置在上田原一带的物见也会探知，我军完全可以从容应对，堪助不必过于担忧。”武田晴信漫不经心的说道。
“那臣就先去查看一下砥石城有无破绽可以利用。”山本勘助见武田晴信铁了心要继续围攻砥石城后只好借故离开了。
然而很快山本勘助的担忧变成了现实。村上义清在葛尾城蛰伏了近半个月之久，见时机已经成熟，立即率军从葛尾城出阵前去攻打正在围攻的砥石城的武田军。
还没等武田军派出的物见返回本阵汇报村上军来袭的消息，村上军的兵锋便已经直指武田晴信的本阵所在地。与此同时，砥石城城内的村上家守军也在乐岩寺雅方、布下仁兵卫等人的率领下从城中杀出，里应外合，内外夹击武田军，使得进退失据的武田军大败溃散。
武田晴信败走溃逃，结果却被村上义清疯狂追击。幸好有小山田信有率麾下郡内众中的小泽式部、渡边伊豆守（渡边出云守）等人担任殿军进行拼死抵抗一天一夜，以自己的生命换取了武田晴信逃回甲斐的时间，这次让武田晴信好不容易捡回了一条命。
武田家有力武将自小山田信有、小山田弥三郎（小山田信有长子）、横田高松、小泽式部、渡边伊豆守等人以下被村上军讨取了一千余人，可谓是伤亡惨重。
这是自上田原之战后，武田晴信在自己的人生之中第二次惨败给村上义清。