五月十八日，织田、德川联合军抵达长筱城西面，于附近三四公里远处的设乐原布阵完毕。信长将本阵设在极乐寺山，家康随即也将本阵设在极乐寺山东面，即两公里远附近的弹正山一带。
德川军在最前线—弹正山前方的连子川一带设下防马栅。内侧右翼配备大久保忠世、大须康高、榊原康政、本多忠胜、酒井忠次、石川数正、鸟居元忠诸队；中央弹正山前方配备织田军泷川一益、羽柴秀吉、丹羽长秀；佐久间信盛、水野信元于左翼布阵；信长长子信忠、次子信雄作为游击军，分别布在天神山、御堂山附近。
武田军宿将马场信房、内藤昌丰、山县昌景、筱山田昌行、原昌雍等认为：织德联合大军气势汹汹，长筱城内守兵亦因强右卫门之死而人心大振，如果此时决战，必将陷入腹背受敌的险恶形势。他们建议及时撤兵返回甲斐，待日后时机成熟再战不迟。
但胜赖自从攻陷高天神城之后干劲十足，目空一切的他骄傲地说道：
“想我武田家从始祖新罗三郎创业起，至家父信玄公已整整二十代，其间从未有过一次临阵脱逃的事情发生。倘若胜赖今次因惧怕腹背受敌就此撤兵，受到天下诸侯耻笑且不说，死后我又怎么有脸去地下见列祖列宗呢？织德联军，无名鼠辈，不过是一群乌合之众！在我无敌骑兵军团铁蹄之下，此等鼠辈必将死无葬身之地！”
田家的祖传宝器
第六部分：长筱十字架
田家的祖传宝器
胜赖拒绝撤兵，坚决主张力战到底。部下迹部胜资、长坂钓闲斋等人也纷纷支持他的决议。究竟是战是退，众将久争之下仍然没有得出结论。胜赖有些不耐烦了，吩咐侍卫将御旗、楯无取到跟前。
“诸位不要吵了！有御旗、楯无保佑，明日一战定能全歼敌军！”
御旗（八幡太郎义家之旗）和楯无（新罗三郎义光之铠）都是武田家的祖传宝器。每次将这两件宝器取出宣誓的时候，就等于明确表示：不论是非，此事家中已经明确决定。
眼看当家的连御旗、楯无都取出来了，家中宿老诸将只得表示：明日誓与织德联军决一死战。
同紧密团结、意气高昂的织德联合军相比，武田军战前是战是退分歧严重，大大影响了兵将士气。
武田军解除了对长筱城的围困，于二十日渡过泷川，向清井田原方面进军。胜赖在此处扎下本营，摆出了十三段鹤翼之阵：武田信廉、内藤昌丰、原昌雍诸队人马位于正中央；穴山梅雪、马场信春（房）、土屋昌续、一条信龙布阵右翼；武田信丰、山县昌景、小山田信茂、迹部胜资、小幡信贞等诸队人马布阵左翼；胜赖在有海原西方设下本阵。
为防止长筱城内奥平军突然出击，胜赖又命小山田昌行、高坂昌澄、室贺信俊等率一千精兵留守镇压。
两军相隔仅有七町距离（约七百六十米），敌我兵将姿态一目了然。双方就这么互相按兵不动，盯着对方的一举一动。至二十日夜，两军都有预感：时机已然成熟，明日必将迎来总决战。
胜赖此时依然相信，自己的铁骑兵团天下无敌。虽然他也知道：近来诸军中广泛采用的新兵器—铁炮威力不容低估。但在当时，铁炮的有效射程最多只有二百米，命中精度则不会超过一百米。
此外，铁炮每发一枚，需要先将铅弹推入弹道，然后再点火。其间颇耗费功夫。敌军趁此机会，完全可以冲入己方阵地杀个人仰马翻。再者说，要是遇上雨天无法点火的情况，铁炮基本上就等于废物。由于上述种种原因，就连信赖这样的军事天才，也从来没有将新兵器—铁炮放在眼中。
只要躲过最初的一发子弹，骑兵军团就可以轻而易举的冲入敌军阵地。胜赖心中也正是这么想的。但是他不知道—信长已经想出了克服铁炮缺点的方法。
同样的铁炮，武田军配备五百支，而信长则在织田军中配备了三千支。他布阵三列横队，每队分别配备一千支铁炮。前列发射完毕后，中列继续，接着后列也紧紧跟上。待后列完毕后，前列则早已准备就绪。如此一来，炮队基本可以在中间毫不停顿的情况下连续发射。
就算胜赖五百支铁炮百发百中，也只不过损失五百名士兵而已。但连续发射对武田骑兵军团的致命打击，则远远超过了这五百名士兵的生命价值。
信长不愧是战国时代最出色的军事天才。在这周围群山环绕的中央高地盘踞其间，他竟然首创新战术，将战法由肉搏战发展到技术战，开辟了时代新潮流。
看到织田军沿连子川设下长长的防马栅，武田骑兵纷纷嘲笑道：
“傻瓜，这种程度的木栅，咱们的马蹄踏过简直不费吹灰之力！”
只是，他们疏忽了：织田军的木栅防马作用倒是其次，最主要的作用还是诱敌深入。
五月二十一日夜间，天空突然降下暴雨，信长当即决定：拂晓前后挑起战端。
凌晨五时左右，德川军最右翼大久保部同武田军左翼山县部进入交战状态，双方展开了肉搏战。
接到战报，武田军鹤翼中央阵地骑兵团立即出击，然而马速相对先前却慢了许多。设乐原昨夜刚降暴雨，地面泥泞不堪。马蹄深陷泥土中，速度大为减缓。如果暴雨持续不断的话，织德联合军的新兵器—铁炮亦必将毫无作用。但目下眼看太阳就要升起，已经没有人会怀疑—今天绝对是个风和日丽、碧空万里无云的好日子。
信长再次用事实证明：自己是当之无愧的战国第一大军事天才。
平日总是能轻易踏入敌军阵地的武田军，今天忽然发现，自己和敌军之间的距离竟然是那么遥远。
武田军好不容易越过防马栅，准备同织德联军展开肉搏战的时候，早已等候多时的千支铁炮无情地射出了密集的子弹。勇猛的武田骑兵顿时纷纷落马，现场一片血肉狼藉。
然而武田军素来英勇善战，他们早已将生死置之度外，胜利就意味一切损失都没有白费。第一队刚刚倒下，第二队迅速又冲了上来。但织田铁炮队也在同时再次千炮齐发，武田军又一次纷纷坠马，倒在血泊之中。
精锐部队
第六部分：长筱十字架
精锐部队
地面泥泞不堪，陷入泥土中的武田骑兵丝毫无法活动身体，任凭织田军前来斩杀。武田军第三队冲上来的时候，织田方面第三列炮队亦早已准备就绪。
但直到此时，胜赖仍然没有感觉到信长新战术的可怕之处，他亲自督阵，号令全军一举冲锋：
“不要怕，胜利一定属于我军！冲，冲呀！”
在织田军炮队连续发射的险恶情形下，英勇的武田骑兵毫不畏惧。一队倒下，另一队紧跟上去，顽强地冲向织德联军阵地。
骄兵必败，过去的光荣并不能抵消新兵器的威力。在这毫无意义的反复突击中，武田军失去了信玄辛苦创建的骑兵军团大部分精锐部队。
山县昌景、武田逍遥轩、小幡信贞、典厩一党相继率队奋勇突击，但都被织田铁炮队击得粉身碎骨。残酷的战争充满了讽刺的意味，谁会想到：这些驰骋于千军万马中的英雄豪杰，最后竟然会死于铁炮背后的杂兵手中呢？
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