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虽然柿崎景家接连击溃武田军第一阵的三枝队和金丸队，但是第二阵武田胜赖已将阵列排布完整，铁炮队在前，持枪武士、足轻在旁护卫。柿崎景家虽然被谦信称为‘越后七郡无人出其右者’，但并不敢独自一人从正面冲击武田军的铁炮队。柿崎景家只能冷笑一下后拨马便走。
此时此刻，武田胜赖麾下的向山出云守发觉身着漆黑的当世具足、骑在漆黑的战马上、手持两间长的长枪的必定是上杉军的有名武士，他立即下令铁炮队朝着柿崎景家的方向进行集火射击。
然而，不知是武田军铁炮队的命中率太低还是柿崎景家的运气太好，仅有一发铅弹打中柿崎景家所戴兜的前立上，还有几发铅弹则是擦过柿崎景家的身甲。
三枝守友（三枝虎吉长男）见柿崎景家身旁的兵力稀少不足十人后，他便迅速率三枝队残部百余人将柿崎景家团团包围起来。随后，金丸虎义四男金丸定光也迅速收拢一些残部后率百人与三枝守友合流，一重又一重的将柿崎景家包围在一个圈内，并且逐渐将包围圈缩小。
正当柿崎景家觉得自己武运到此为止即将与先前战死在神子原的长子柿崎佑家相聚之时，突然一面米府鹿子的旗印出现在了三枝队和金丸队残部的后方，瞬间三枝队和金丸队残部所形成的包围圈从外部被突破，斋藤朝信一人一骑手持长枪直接冲到了柿崎景家的面前。
“斋藤下野守？！竟然会是你？！”柿崎景家惊讶的看着斋藤朝信。
“柿崎和泉守殿，请率部后撤暂时休整，御屋行殿眼下已完成车悬之阵，在下随后就要朝着武田四郎胜赖所部攻去。”斋藤朝信在杀退武田军三枝队和金丸队残部后大声对柿崎景家说道。
“好，接下来就看你们的活跃了！”柿崎景家随即便收拢麾下军势迅速撤至一旁进行休整。
就在柿崎景家率部后撤休整之时，无数打着米府鹿子、丸内万字、丸内上字、三瓶、上之藤等旗指物的军势直向武田胜赖部扑去，尚未与武田胜赖进行合流的三枝守友、金丸定光随后皆在乱军之中被讨死，而武田军所布下的鹤翼阵的右翼瞬间被冲散，各部皆各自为战。
与此同时，布阵在鹤翼阵左翼最前方的武田信繁，这位武田家御一门众笔头，望着上万如黑云一般席卷而来的上杉军，心中就已经有了战死沙场的觉悟，他立即将家臣春日源之丞唤来，先将兄长武田信玄赠送给他的《金文字法华经》交给了春日源之丞后说道：“这是君臣之义。”
然后，武田信繁脱下了铠甲上的母衣，并且挥刀割下自己的发髻，又托付给了春日源之丞：“交给吾儿六郎次郎，这是父子之情。”春日源之丞跪地大哭，准备与武田信繁生死与共，但武田信繁却大声呵斥，将他赶走。春日源之丞才骑马脱离战场不久，难波田广义便率数百骑马武士就如黑色旋风般杀到。武田信繁所统率的部众，大多是由甲斐国内的惣村集团‘武川众’和信浓佐久郡南部的‘津金众’组成，全是骁勇善战之辈，擅长使用长枪和三间枪。虽然上杉军的攻势异常猛烈，但是武田信繁所部仍然在顽强抵抗，一进一退，渐渐地形成了拉锯战。
随后，小山朝幸部赶到后，迅速加入了对武田信繁所部的攻击序列。武川众、津金众渐渐死伤惨重，已经快支撑不下去了，告急的汇报，也不断传到了武田信玄的本阵里。而手持军扇的武田信玄，却只有一个回答，“传令典厩，让他不惜一切代价继续坚守下去。”
武田军两翼均被上杉军其他部众牵制住了，而武田信玄麾下的旗本也是兵力有限，根本抽调不出多余的兵力，前去增援武田信繁的阵线。在这样的态势下，武田信繁的战死也是必然的事情了。而朝定为了快速将武田信繁部击溃，前前后后派出了一万军势朝着武田信繁部发起攻击。
打着“二头右巴”旗印的小山朝幸加入了战团后，战况瞬间变成了一边倒的状态。其率领的小山众是以上州武士和原小山家家臣团为主，长期负责关东东部和南部的战事，故而战力与武田信繁配下的武川众、津金众相比不相上下。在一番死斗之后，武田信玄的左右手、胞弟，披头散发的武田信繁，在率部与小山众的死战中身受重伤。同时，小山朝幸率高梨内记、舟越五平次、森五左卫门、水科盛直等数名家臣杀到武田信繁的面前。
“武田典厩殿，别来无恙啊。”小山朝幸拦住了意图冲上去讨取武田信繁的家臣们。
“喜兵卫，没想到多年不见你已经是藤原镇将殿麾下的一门重臣了，果然是虎父无犬子啊。”武田信繁不禁发出感叹道。
“若非朝定公栽培，在下也不会继承有着三百七十余年历史的关东名门小山氏的家名，更不可能迎娶恭姬为妻。故而在下会坚定不移的追随朝定公。”小山朝幸很清楚若是没有朝定的提拔，自己永远不可能会有如今的地位。
“在下别无所求，只希望喜兵卫你能看在武田家对真田一族有恩的份上劝说上杉御史大夫和藤原镇将，让他们保留武田家的家名即可。”武田信繁双眼缓缓闭上后说道。
“典厩殿安心，若不是武田家，真田一族仍然在上州流浪，无法返回故乡，家父也不会有展现军略的机会。”小山朝幸点了点头后说道。
“那就好，在下的首级就由你取走吧，能战死沙场是武士莫大的荣耀。”武田信繁说完便将手中的太刀扔到一边。
“典厩殿，请走好！”小山朝幸缓缓走到武田信繁身后举起太刀后说道。
“武田家的存续就看你了。”武田信繁说完后便再也不出声了。
“武田典厩殿已被小山弹正朝幸讨取了！”小山朝幸答应后便迅速用手中的太刀斩下了武田信繁的首级，随后一旁的高梨内记便快速拾起地上的首级后替其主小山朝幸吼道。
随后，上杉军的欢呼声如雷霆般响起，而武田军两翼的武将们，在听闻武田信繁被讨死的消息后，莫不惊恐哀恸。
武田信繁，这位武田家中最重要也是最优秀的副将，也是武田家中第一个一门亲族重臣战死在这八幡原之上，同时他的战死也成为了在第四次川中岛之战中，武田家最沉重的损失。武田信繁文武双全，并且拥有大军团指挥的才能，多次代替兄长武田信玄出阵各地，在武田家多数对外的合战中战无不胜攻无不克，同时武田信繁还是一个优秀的歌人与学者，武田家的家法《甲州法度之次第》，就是由他与驹井高白斋政武二人亲自执笔的，武田信繁还在法典中多处引用了中国的古籍典故，其文采连京都不少公卿们也都赞叹不已。武田信繁的战死，震动了整个东国，战后武田信玄数次手持着《金文字法华经》泣不成声，甚至就连武田家的宿敌谦信和朝定，在战后也为武田信繁的死而哀悼不已。
江户时代的儒学者室鸠巢也在《骏台杂话》里称赞到：“若论天文、永禄年间的真贤士，非甲州信玄之弟，典厩信繁殿下莫属。”
合战自从辰时开始，持续到巳时，期间，武田军方面已有武田信繁、三枝虎吉、三枝守友、金丸虎义等数名家中重臣战死。武田信玄此刻拼命想要拖延时间，而谦信和朝定偏偏不让他得逞，上杉军的攻势更加凌厉了。
如今，武田军已见崩势，不少溃兵被赶至广濑渡渡口，溺死者不计其数。但是武田胜赖、一条信龙、松尾信是等部仍然在负隅顽抗中。