為了能孤立旭山城，上杉政虎意圖先攻落川中島南部的雨宮城，切斷旭山城一切外援的同時還能威脅到信濃腹地。
隨後，上杉政虎就耐不住性子，不等八條景定率軍抵達水內郡，就以小島貞興所統轄的虎捷軍一千軍勢為先陣，令北信侍中的泉重歲、落合誌吉、東條信廣等將繼續圍困旭山城，自己則是率一萬兩千餘軍勢緊跟在虎捷軍之後向著北信濃腹地進發。
在小島貞興率一千虎捷軍行至鬆代原一帶時，與早就埋伏在此地的武田信繁、武田信友、穴山信友、一條信龍、板垣信憲、小山田虎滿（小山田昌辰、上原虎滿）、原昌俊（譜代家老、陣場奉行）、甘利昌忠（甘利虎泰之子，一條流武田分家）等人所率的一萬餘武田軍狹路相逢。
而小島貞興則是一副初生牛犢不怕虎的樣子，直接二話不說就率部冒著武田軍那密集的箭矢直撲敵陣，竟橫貫而出。
小島貞興更本人是身先士卒，右手拔出野太刀，左手握住野太刀刀鞘，一邊揮舞一邊前進。鋒芒所向，無人能敵。或死或傷，不計其數。
北信侍中的村上義清、高梨政賴、井上清政、須田滿國、島津忠直等人也趁機率麾下軍勢跟進進行掩殺，越後上杉、武田兩軍便開始混戰起來。
我進你退，你進我退。不少武士們還爭相通報名號。呐喊之聲撼山震穀，馬蹄之響轟隆如雷。
兩軍互射之箭交飛如雨下。有掮著傷兵而退者。有受了輕傷而仍奮戰不已者。有身負重傷而陣亡者。有並騎扭鬥落馬，互刺而死者。有壓敵人於地上，取其首級或反而被殺者。雙方皆是攻緊防密，不見有機可乘。
如此激戰下去，政虎估計僅靠先陣的虎捷軍和部分北信侍奮戰，似乎並無取勝的把握。
一方麵政虎為了能盡快取勝，另一方麵為為了避免武田軍的本隊到來與這支武田軍合流，便令熟知北信濃諸郡地理的村上義清、島津忠直、須田滿國等北信侍各部立即從兩翼出擊，繞至敵後，截斷武田軍的退路。
武田信繁、武田信友、穴山信友、一條信龍等人完全沒有料到越後上杉軍的攻勢竟然會來得如此迅速而又猛烈。在遭到上杉軍繞後突襲後的武田軍上下皆驚慌失措，進退失據，不知所以。
之後，武田家重臣小山田虎滿在放盡了自己所有的箭矢，便拔刀奮戰，接連斬殺了十多名越後上杉軍足輕，但因左腿膝蓋中了亂箭，想站也站不起來，便隻能坐在地上準備切腹自盡，卻被越後上杉軍的數名足輕亂槍刺中討取。
小山田虎滿一門親族之中的上原昌成、上原昌貞、上原盛昌等人意圖奪回小山田虎滿的首級，卻寡不敵眾，反而先後在亂軍之中被越後上杉軍所討取。
原昌俊則是為了盡可能吸引越後上杉軍的注意力，手持四割菱旗印衝入了越後上杉軍陣中，但隨即陷入了越後上杉軍的重重包圍。見自己無力突出重圍後，原昌俊便自刎而亡。
就這樣，越後上杉軍在遭到武田軍的伏擊後經過奮起反擊後最終擊敗了武田軍，還討取武田軍三千餘人，就連這支武田軍的主將武田信繁若不是有原昌俊的主動突入越後上杉軍陣中，也差點被越後上杉軍所討取。
就這樣，兩軍在鬆代原激戰了整整兩個多時辰，直到日薄西山之時，武田軍在武田信繁、武田信友、一條信龍、穴山信友等將的收攏下才逐漸向南退卻，如同黑色的潮水一般越後上杉軍也隨之停止了呼嘯喊殺。
兩軍的初戰就狼狽至此，使得橫行甲信兩國的武田軍上下大為震撼。各部匆忙計數彙集於武田信繁處，一戰便被越後上杉軍討取了三千餘人，失蹤五百餘人，重傷一千餘人，輕傷更是不計其數。