雖然小笠原長時在村井城外接連討取了岩崎勝秀、栗原正清和今井虎意三名武田家一門重臣，但是好景不長，緊隨而來的武田晴信隨即親自調動麾下的旗本眾、足輕眾對小笠原軍發起猛攻。
小笠原長時由於麾下兵力寡少，逐漸處於不利的局麵。不僅如此，小笠原長時麾下的猛將草間肥前守、泉石見守等人也先後被武田軍所討取。
而泉石見守是小笠原家中最擅長弓術的家臣，名氣頗盛。隨著他的陣亡，小笠原軍瞬間士氣跌落穀底，很快便被武田軍擊潰了。小笠原長時在損兵折將後自知不敵武田軍，隻好放棄村井城，直接逃到其本據林城，固守待援。
小笠原軍在鹽尻嶺、村井城之戰的相繼戰敗、損兵折將，使得築摩郡的瀨黑城、淺間城、塔原城、青柳城、萬西城、島立城、西卷城、桐原城、大城等地的守將不是望風降服武田，就是棄城而逃。這就使得身在林城的小笠原長時處境更加岌岌可危起來。
最後，小笠原長時見大勢已去，經過再三權衡之下，決定暫時放棄自己的本據林城，前往家臣二木重高位於安曇郡的中塔城（中洞城）以此來躲避武田軍的兵鋒，從長計議。而中塔城是位於山穀之中，易守難攻，城內的糧草輜重也可撐數年之久，完全可以堅守待變。
隨後，武田晴信便率軍進入了空無一人的林城。為了不讓小笠原長時再次重返林城，從而根絕後患，武田晴信便下令將此城拆除。同時，武田晴信還將林城不遠處西北方的深誌城進行大規模的普請改修，意圖將此城作為武田家在信濃中部地區的一大重鎮。至此，東築摩郡大部分也落入了武田晴信手中。
之後，小笠原家家臣們見小笠原長時放棄本據林城而逃往中塔城之後，便紛紛開始自謀出路起來：重臣三村入道投降並出仕武田家；會田幸久逃往武藏，出仕太田資正；赤澤經智逃往越後，出仕越後上杉家······
就在武田晴信在大舉攻入小笠原領的同時，小山田信有也在武田晴信的安排下，也在積極開展北信濃攻略，攻打隸屬於村上義清的田口城城主田口良能。而與之相對的村上義清也糾合了不願從屬武田晴信的佐久郡諸將，對被武田軍圍攻的田口城展開救援，意圖將小山田信有所部的退路和糧道截斷。
身在深誌城的武田晴信得知了這一消息後，立即親自率軍翻越蓼科山前去救援小山田信有部，途中不做任何休整。在與小山田信有部進行合流之後，武田晴信隨即於夜間對毫無防備的村上軍發起了突襲。
武田晴信先是派遣麾下足輕大將四天王中的橫田高鬆和小幡虎盛二人率五百餘軍勢截斷村上軍的退路，並且討取村上軍在外圍負責警戒的遊軍一百餘人。隨後，武田晴信親率一萬大軍猛攻田口城，一戰破之，將城主田口良能討取。
村上軍經過此戰敗後，軍心沮喪，村上家重臣清野清秀便向村上義清進言退兵返回小縣郡重整旗鼓。而武田晴信卻果斷抓住戰機，令原虎胤（足輕大將四天王之一）、多田滿賴（足輕大將四天王之一）、下曽根昌利（足輕大將）等將率五百餘軍勢躡村上軍背後而擊之，自己則是率大軍在之後跟進。
準備撤退返回小縣郡的村上軍在遭到武田軍突襲後措不及防而潰敗，在混亂之中被武田軍討取達到了三千餘人，伏屍十餘裏。村上家被俘獲的足輕、雜兵、領民更是無數，隸屬於村上家的武石信廣、橫尾采女正、福田美作守等東信濃諸將皆先後被武田軍所討取。
武田晴信隨後趁著己方大勝之際，連克先前被村上義清所奪走的前山城、岩尾城、今井城等十餘座城池兵砦。之後武田軍更是長驅直入，攻入村上家所領有的小縣郡境內，兵臨砥石城（戶石城）城下。
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此戰可謂是徹底洗刷了武田晴信在上田原之戰中慘敗的恥辱，但是這次田口城之戰的失利並沒有對村上家造成元氣大傷。
如果砥石城被武田軍攻落，那麼村上家將失去東信濃最重要的屏藩而不得不收縮防線。