对砥石城第二回合的攻击，是在横田备中守高松阵亡两天后进行。
晴信决定让洋枪参加这次作战，用火力支援小山田信有的部队。
那一日，天文十九年（一五五零年）九月十一日，晴空万里。小山田队准备绳梯及绳索，逼近砥石城。那是和横田备中守高松进攻时一样的西南崖壁。
爬到斜坡森林上限时，小山田信有让士兵休息。直到这儿，做法和横田备中守相同。
“洋枪队到这里集合。”
小山田信有在树荫下召集洋枪队。
“本队休息片刻后，朝向那山上的乌松开始攻击。敌人可能会像前天一样，推落岩石、乱箭飞射，只要一看到敌人影子，便瞄准射击，石头是抵不过枪弹的，敌人一定会退下，我方乘机登崖。”
洋枪队长安原贯道说：“有关洋枪的事，交给属下吧！”
自从在塩尻峠战役中立功以来，他一直以担任洋枪队长为荣。他有种错觉，认为担任此新兵器的队长，远胜过其他挥刀动枪的队长。洋枪的数目比塩尻峠战役时更多，增加为三十挺。
安原贯道将洋枪队适当散开，准备随时射击。
“只要是晴天，任何武器都比不上洋枪。”
安原贯道志在必得地说。小山田信有下达命令，随着螺号声，将士一起攀登崖壁。
事先等候的城兵，推落岩石并发射乱箭。
“开枪！”
当安原贯道的口令如裂帛之声划破寂静时，三十挺洋枪同时发出巨响。崖上负责推石和射箭的十名城兵滚落下来。
“机会来了，趁现在赶快攀登。”
小山田信有下令，士兵们朝向山顶攀登。
敌人似乎在洋枪的威力之下落荒而逃，推落岩石及射箭的城兵已经很少，偶尔一露面，便成为安原贯道洋枪队的活靶。
小山田队中领先攀爬的是名身材瘦小、擅长爬树的男子。他爬到崖顶，把绳子绑在崖上的树根，再系上绳梯。小山田队连接这些绳梯，陆续往上爬。敌军好似胆怯，不战而退入城内。
当小山田信有爬上绳梯望见城堡时，小山田队的数十名前头部队已逼进城门。
小山田信有是甲军数一数二的勇将，跟随他的兵士都是出身郡内的勇士，从未吃过败仗。上田原之役中，曾经以数十骑杀进村上义清的本营，解救武田的危机，自负是甲军中最强的部队。
小山田信有观望敌城。建在宽广台地上的砥石城，看来颇为坚固。虽然想不到这样的小城会有五百兵士据守，但石垣和城楼很高。
城内充满令人胆颤的宁静。
“穷寇勿追！”
小山田信有派传令兵去警告前头部队，概略统计台地上士兵的人数，约为一百五十人。然而敌兵有五百人，如要攻打至少要有五百人以上来到台地才能作战，这是战争的一般常识。在充实兵力前，得先确保攀登路线没有危险。
“洋枪队何在？”
小山田信有看不到刚才还在梯下的洋枪队，便问了身旁的副将小泽式部。
“洋枪队和渡边云州公那一队一起……”
小泽式部指向前方说：在那里。以安原贯道领先的洋枪队，越过氤氲的草地，朝向城堡前进。
“叫洋枪队立即回来，在此防守。”
小山田信有的传令兵立即跑去通知，这时，城门推开，敌兵冲了出来。
“糟了。”
小山田信有叫道。从城楼上传来乱鼓之声，城兵像决堤的河水一般蜂拥而来，冲向挂有攀登绳梯的地点。小山田信有将部队成扇形展开准备迎敌。他希望在自己抵挡敌军时，有更多的友军从绳梯爬上来。
像吼叫的喊声传来，佐久众三百人杀奔而来。
“甲斐的家伙一个也别放过，通通杀光！”
佐久众异口同声地叫嚣着。长久以来，受到甲军欺凌、领土被夺、生命不保、男人被送到金山、妇女被卖为娼妓，这种种暴行令身为亲友者不惜生命，都想只要多杀一个武田的人，便能为父母、兄弟、妻子雪耻。
佐久众个个貌似鬼魅一般，充满仇恨的脸拿起血刀时，活像夜叉。小山田队步步后退。
“赶紧集合洋枪队。”
小山田信有叫喊。只要展开短兵相接的肉搏战，洋枪便派不上用场。甚至洋枪可能会被敌人袭击而被夺走。洋枪是贵重品，为了买洋枪而花费钜额的黄金。
当甲军企图集合洋枪队时，城兵杀进。他们也想拥有这种贵重的武器。建有城堡的台地陷入混乱局面，城兵人数占有压倒性的优势。小山田队的伤亡与时俱增。
“此地的事交给属下，请退兵。”小泽式部对小山田信有说。
“不能后退，要防守。在防守时，我方的人数会增加。”
小山田信有话才说完，城楼上有洋枪朝小山田信有射击。林武市报告敌军拥有洋枪的消息，果然属实。
小泽式部被射穿胸膛而倒。等到城楼上的洋枪火力结束，城兵朝向小山田信有杀了过来。
“佐久的大井政平。”
“在志贺城阵亡的神津贤良之子贤佑。”
两名年轻武士报出姓名，同时持枪刺向小山田信有。
小山田信有无法招架，一步步被逼到崖边，一不小心，滚落崖下。
绳梯被城兵斩断，留在城池台地上的攻击军终于孤立了。
当日色升高，胜负已经决定。
小山田队除了小泽式部，渡边云州两将之外，还有二百零八名阵亡，城兵的阵亡人数约五十三名。
安原贯道及其他二十三名洋枪队被斩杀，三十挺洋枪全部被夺。
跌落崖下的小山田信有，在神智昏迷中被抬下山。腰部受重伤无法站立。
晴信默默听着战败的经过，他没有责怪小山田信有的攻击计策，也不去追究被夺走的三十挺洋枪。
这时，他想到横田备中守高松的死谏。
（如把佐久的叛徒全部处死，佐久会继续背叛，就算佐久之人因背叛而死绝，剩下的草木也会背叛武田的。）
城内向甲军飞箭传书。信上言明要将甲军尸骸抛到山崖下，叫甲军收拾。次晨，甲军前往该地点时，被剥去武具而几乎全裸的甲军尸体到处横陈，发出腐臭。有些兵士因尸体惨不忍睹，不肯收拾而逃。经过前后两次败战，使甲军士气不振。晴信也无心再发动第三次的攻击。
晴信一面围困砥石城，一面等待村上义清的动态。虽然砥石城攻不破，可是他仍然等待着真田幸隆的分化工作，而使北信诸侯前来做内应。但是，晴信的大军攻不下砥石城的消息已传播到北信各城池。
到了九月二十三日午夜，真田幸隆引领十数骑，来到晴信本营。
晴信召集所有武将，深夜召开军事会议。
“村上义清的军兵约为两千，士气颇高昂，明日午后可能会到达此地。”
真田幸隆以此为开场白，一一说明北信的情况逐渐不利于武田的经过。北信对战况极为敏感，小土豪们想依附强者来保障自己的领土和家园。不论何方胜利，投靠胜方，便能对未来有所保障。因此，他们多采取骑墙政策，并不想违抗潮流，表面上也装着愿意归顺任何一方，而尽量维持原状至最后的那天。战局影响微妙的动向，听到甲军曾经靠着胜利的呐喊而攻入林城，便书面向甲军表示归顺的土豪们，当他们再听说甲军在砥石城吃尽苦头时，旋即又送贺函给村上义清。
军事会议的重点，在于是否对村上义清加以迎击。目前的地势并非有利，应该把阵地转移他处。携带的兵粮业已用罄，将士们也疲惫不堪。考虑各种条件之后，还是认为甲军留此和村上义清军交战是不利的。
在诸将异口同声主张撤退的当儿，晴信却以鹫样的眼神在思考，彷佛舍不得就此撤退。
“主公，军事会议的结果一致同意撤兵，敬请下达命令。”
驹井高白斋代替诸将发言。
“情非得已，但是撤退要大大方方，如果逃窜而归，会贻人笑柄。”
晴信回想上田原之役，那次战役虽然损失板垣信方和甘利虎泰二员大将，但战争打成平手，甲军威严地整理队伍撤退，晴信希望这次也能如此。
次日是十月朔日，甲军在长达一个月的布阵后着手撤退。看到甲军的撤退，砥石城的士兵立即出城追击。首先约有百名士兵的小部队下山来，向原加贺守的军队挑衅。追赶时，对方就逃走，撤退时，对方又追赶。这种烦人的作战方式，使原加贺守困惑不已。当原加贺守带领整支军队沿着神川前进时，原先逃走的百名敌兵，增为一百五十名进行反击。这时，村上义清的先头部队业已到达。
砥石城发出呐喊，城兵见到本队到达，便攻出城去。
甲军开始撤退，但是村上军的追赶比甲军的撤退来的迅速，负责断后的原加贺守的兵马，阻挡不住蜂拥而来的村上军而逃到本营，后方开始发生混乱，整支军队开始动摇，离队兵士遭村上军的杀戮，负伤士兵与脚力弱的也被追杀，在后方频频传来喊叫声。
村上义清的军队认定甲军没有反抗的意志，便挟带胜利的余威追击甲军。甲军仍有人继续逃脱，一时无法重整阵容来迎敌。
直到长洼城间的路程，对甲军来说，是一连串的败战。士兵为了减轻负荷，卸盔弃甲，甚至有人弃枪而逃，旌旗也散乱一地。
晴信从马上眺望着甲军的崩溃。
（这难道是曾经以英勇善战闻名的甲军吗？）
晴信百思不解，即使部将们下口令，或威胁逃亡者处斩也于事无补。因为下令的部将也被追踪而来的敌人砍下首级。
晴信听到敌军的叫嚣，乱箭飞过头上。围在晴信身边大约五十名直属军士，几乎是甲军仅有的残存者。
“晴信公，武田晴信公何在？”
可以听到有人在喊叫。
“主公，请把您的头盔给我，由属下为替身，请急速离此！”
小尾丰信说。由于小尾丰信面貌和晴信相似，晴信在志磨温泉时，曾经充当晴信的替身。自此便经常陪侍在晴信身旁，以备不时之需。小尾丰信靠过马来，向晴信央求头盔。
“主公，来日方长，请快摘下头盔。”
高白斋也劝说。晴信把头盔交给小尾丰信，心中感到彷佛被取下首级般的悲哀。
晴信和近侍远离之后，小尾丰信策马加鞭飞快地奔驰，他也不愿就此白白牺牲，但小尾丰信的座骑并非一匹骏马。敌兵看到小尾丰信的头盔，立即乱箭射去，马为箭伤，小尾丰信弃马，和他并骑奔驰的中泽兵库很快地将自己座骑让出，这模样看起来，就好像臣属将马匹让给主人一般。
“晴信公在那里！”
村上军一起向着小尾丰信杀了过去。除了小尾丰信和中泽兵库之外，尚有十名武士与村上义清的兵士交战，不一会儿工夫，小尾丰信、中泽兵库及那十名武士都阵亡了。
“屋代公的部下仁礼若狭取下武田晴信公的首级。”
这一句叫喊声传递村上军每一个角落。
一路溃败的甲军，退到长洼城，方才被自己的援军搭救。死命逃亡的军兵，表情痴呆，只顾着保全自己的性命，完全是被战败的群众心理趋使而逃到这里的，当他们清醒时，有的人发现连手上的武器都没有了。
村上义清前进到能望见长洼城的地方停下兵来，因为从那儿过去，是属于武田的势力范围。深怕再前进反而会有危险；同时，由于已经取下敌将晴信的首级而感到安心。村上义清失去了千载难逢的机会。
村上军欢天喜地地撤兵回到砥石城。
村上义清一回到砥石城，首先表扬城主山田国政及其两名武将吾妻清纲和矢泽总重的功绩。并举杯犒赏他们的辛劳。
“现在信浓地区，又恢复昔日的和平了。”
村上义清很开心。一边儿把酒言欢，一边儿谈论战功。
“对！对！瞧瞧这些有价值的战利品。”
城主山田国政将夺自甲军的三十挺洋枪搬到村上义清的面前。
“的确了不起。”
村上义清高兴得眯起眼睛。看到村上义清眉开眼笑，山田国政乘机要求赏赐。
“敬请主公把这三十挺洋枪发给属下。”
山田国政志在必得地说。
“其中的二十挺可以犒赏城兵，拿去适当地分配吧。”村上义清端详了吾妻清纲和矢泽总重两人的表情，如此说道。
村上义清授权山田国政分配恩赐，当场，山田国政把二十挺中的十挺给了自己，其后各五挺平分给吾妻清纲与矢泽总重。吾妻清纲深谢厚礼，而矢泽总重却满脸不服气。因为进攻小山田队并予以灭亡的计划，是由矢泽总重所拟定；同时指挥佐久众三百人的也是他。袭击洋枪队、夺取洋枪三十挺更是矢泽总重的部下所为。因此，他认为至少可以有权分享半数。并且，其中十挺必须分给佐久众的主要人员。否则，佐久众必不肯罢休。
山田国政不过是自恃年龄较长而当城主，实际是矢泽总重在指挥作战。山田国政和吾妻清纲，及矢泽总重三人同属村上家的家将，论门第，矢泽总重也高于山田国政。
“难道不服气？”山田国政对矢泽总重说。
“的确不服。”
结果山田国政从自己的十挺中拿出一挺枪管上受到刀痕的洋枪交给矢泽总重。
矢泽总重眼光闪亮了一下。此时，他的心中开始萌生叛意。
回到诹访后，晴信一直在检讨败北的原因。譬如对砥石城的防卫力量，未加仔细研究，便轻易地动用大军。他攻打砥石城的方法拙劣，撤兵的时机过晚。这些作战的失误，应该全由晴信负责，会导至此结果，可能是单凭胜利的呐喊，便攻下了林城的自负在心底作祟。
晴信避居在温泉馆舍，连爱妾湖衣姬也不见，独自一人思考。只有每天一次与驹井高白斋会商约一小时。
驹井高白斋从不提起砥石城的败仗。既然晴信正在反省失败的原因，又何必再去揭疮疤。
高白斋是晴信的亲信，对于自己的责任深深地检讨。当晴信在塩尻峠告知真田幸隆的使者角间七郎兵卫将攻打砥石城时，他便应该依照心意建议延缓，而不惜以切腹的决心来进谏。他认为自己没有这样做，才是这场战争败北的原因。
晴信到了诹访第三天的早晨，把驹井高白斋召唤来，并对他说：
“我要你立即派快马到古府中，嘱咐准备下一次的战争。可能不出十日，村上义清将率领大军进攻信浓，名义上是协助小笠原长时收复失地。如果此刻中信浓落入敌人之手，那么过去的努力将成泡影，等到敌人集结兵力开始行动，我方再召集兵马便来不及了，若不在敌人行动前把我方的后备队派到深志城，情况便会危急。同时，曾经参加此次战役的军兵，一律让他们休养，重新召集新兵。”
当然，敌人的反抗是意料中的事。而晴信也预见此事，下令准备出击。晴信的先知卓见令驹井高白斋佩服，他认为三十岁的武田晴信真是天生的战神。
“我预计在诹访逗留两日，十月六日将返回古府中，希望在此之前，完成出兵的准备。对这次战役中阵亡的家属从优抚恤。”
这时，晴信脸上那战败的阴郁一扫而空。他对新的战役充满了斗志。以书面指示深志城的马场民部加强防备，同时也派快马前往小县、佐久诸将，指示要防范村上义清的动向。
那天夜晚，晴信到达诹访四日后，首次与湖衣姬同衾共眠。
“一回来时，见主公一脸凝重的神情，曾经令我担心。现在已经——”
湖衣姬说。
“现在已经如何？”
“现在主公的脸变得像平时一样的讨厌！”
“要不要我变得更讨厌来攻击你？”
“妾身看见你那张讨厌的脸，逼近在眼前会令我神昏目眩。所以我……”
湖衣姬娇声呼唤侍女熄灯。当侍女的衣角摩娑声远离，晴信已经迫不及待地抱住湖衣姬。
翌晨，晴信带领数骑返回古府中的踯躅崎城馆。砥石城的败仗早已传遍整个城馆，迎接的人们表情消沉而含蓄。
“能平安归来已是万幸。”
虽然三条氏以严肃的表情迎接，但是里美却急忙跑来。若是没有旁人，她定会投入晴信的怀中。但碍于阶级而跪在晴信膝前行礼说：
“原以为主公会直接返回踯躅城，没想到在诹访逗留了那么多天。前次还会把妾身带去温泉馆舍……但最近只顾找湖衣姬……好像把妾身遗忘了一般……”
当晴信望着里美断断续续地说着这些话，一面膝行靠身过来时，不禁笑了。
“里美到底是个女人家。”
“是的，我是个女人啊！”里美这样说着。
“那位在塩尻峠战役中曾叱咤马上的里美，如今却像个普通女子发着牢骚。”
“难道不应该埋怨主公都不来看我吗？”
“当然无妨！但是说这些不嫌日头还太高吗？”
“不管！即使是日头高照我也要说。比起黑夜，明亮的白天反而更令人爽快舒畅呢！”
望着里美那充满诱惑和挑逗的眼神，晴信再也忍不住身体的渴望了。
“早已做好准备。”
里美甚至明白的示意，并为他带路。晴信挥开里美的眼神，说一声：
“好坏的女人！”
说完之后，大声笑着，沿着走廊，走向书房。
由于在攻击砥石城时吃了个大败仗，本来想检点约束自己的行为，但是却禁不起里美那种想缓和自己的心烦的调情方式。晴信原本对于白昼做爱有极浓的兴趣，却因为一些原因而对里美感觉歉疚。
到了十月二十日，村上义清后来的动向业已明显。当村上义清发现取下的首级是属于替身小尾丰信时，决心应小笠原长时的请求向中信浓进兵。
中信地区的情势也颇为微妙。土豪们闻知旧藩主小笠原长时将在村上军的支持下再度回来，心中开始动摇。
“他们都是些不可靠的土豪。当我方劝诱时便答应投靠，但在迎接小笠原长时的使者时，又表示绝无二心。”
深志城的马场民部如是说。深志城已经修筑完成，预定至少能支撑一、两个月。
村上义清军开始向中信移动。他们和小笠原的残党联合在塔原城布阵，显出攻打深志城的迹象。
与村上义清军的动向呼应，晴信也率军三千，从古府中出发。这是十月二十三日。
虽然没有宣布目的地，但在将士之间却流传着一个消息，那便是甲军要乘村上义清不在时，向村上义清的主城葛尾城攻击。流言的目的是在欺骗敌人之前要先瞒过自己人。
仓科的骑兵队以数十骑为一组，奔向佐久、小县方面，为的是要加强佐久与小县甲军的阵营。
真田幸隆的活动变得活跃。从小县到埴科的土豪之间，开始谣传晴信将领五千大军进攻村上的主城。
“过去的晴信，是属于战略型的武将，从不运用需要量以上的兵力；但经过砥石城惨痛的教训后，如今想法改变，可能想带领强大的兵力来压倒村上军。”
这流言自然传入村上义清的耳中。
“晴信可能带领大队人马攻打葛尾城。”村上义清忧心忡忡地对小笠原长时说。
“这可能是武田所散布的流言，可以不必理会，等到证实晴信兵马的动态后，再折回也不迟。在此之前最好准备攻占深志城。”
小笠原长时这种说话的态度，触怒了村上义清。对方说，准备好去攻占，彷佛是以高姿态向村上义清发号施令。
（甚么东西！曾经被晴信的呐喊吓得屁滚尿流，未交战便弃城而逃，还敢对我出言不逊！在你小笠原心中大概还以为自己仍是信浓的守护官，满脑的官僚意识。你以为在这个时代，还能靠官位来指使人吗？别傻了！）
村上义清终于背弃小笠原长时，由于对方一直有此观念，才会使人离他而去。如今，小笠原的势力事实上已不存在，假若听信小笠原长时的话，万一甲军本队袭击葛尾城，后果不堪设想。
当天夜里，接到来自葛尾城的通报。在主城周围，时常发觉类似武田细作的人马出没。
到了天明，村上义清没有向小笠原长时打声招呼，便撤兵而去。
“这和原先的约定不同，为何不去攻打深志城？”
小笠原长时的使者，由后面追赶上村上义清问道。
“请转告长时公说，与其依赖我村上义清，不如在旌旗上书写信浓守护官小笠原长时等字样竖立在队伍前面，这还可能使敌人折以威势，不战而降。”
村上义清回到自己的居城，加强防备。一看到村上军撤退，原想投降小笠原长时的土豪们，便藉着各种理由纷纷回到自己领土。单凭实力弱小的小笠原军，是不足以攻打深志城的。
晴信把进军到诹访国境的军队撤回古府中，中信浓的危机已经消除。但村上军退去后，马场民部把邻近城池一一攻陷，小笠原长时灭亡将是指日可待。
从天文十九年九月到十月的武田晴信在砥石城战败，世人称为砥石城溃败。直到晴信改名信玄之后，也从未输得如此凄惨，这是武田信玄生平最惨的败仗。
《妙法寺年录》上如此记载：……为了攻打具有天然屏障的砥石城，曾使横田备中守及几千名将士因此阵亡。