如下图所示， 设乐原的地势起伏不平，很多丘陵小山，大大影响了骑兵冲锋的速度，武田军不占 “地利”。

　　设乐原地势起伏不平

　　织田军投入总兵力3万多人，织田军不设右翼，右翼是友军德川军。织田军主力负责把守弹正山北面，织田军中央部是织田信长，以丹羽长秀、泷川一益等为先锋。 左翼羽柴秀吉、柴田胜家等大军驻守侧翼的牛仓山。 信长长子织田信忠率军驻守天神山与北畠信雄共同负责织田军殿后。德川军投入总兵力8千余人，德川不设左翼，左翼是织田军，德川军主力负责把守弹正山南面，德川军中央部是德川家康，以本多忠胜、石川数正、榊原康政为前锋，大久保忠世为德川军右翼，同时家康长子德川信康率殿军驻扎松尾山，为德川军殿后。(此外，酒井忠次率领3千奇袭部队还在行军中)。武田军方面，武田军投入战场兵力1万5千人。马场信房、真田信纲、土屋昌次等3千人马为右翼。内藤昌丰3千人马负责全军中央部，武田信丰、小幡信贞率兵3千为先锋。山县昌景、原昌胤、小山田信茂等3千人马为左翼。武田胜赖亲3千人作为预备队。另外高坂昌澄(高坂昌信嫡长子)等率2千人仍驻长篠城外，监视长篠城，防止守军出城偷袭武田军后路。同时，武田信实统兵1千人留守鸢巢山，负责武田军殿后，确保武田军退路。

　　双方的军力布置图，如下图所示。

　　长篠之战，织田、德川军和武田军兵力布置图

　　5月21日清晨， 从午夜开始下的暴雨停了，但天还是阴沉沉的，路面泥泞不堪，不利行军。但联军的铁炮部队因雨停可以大显神威了，“天时”也站到了织田德川联军一边!6时许，武田军左翼山县昌景率先向德川军发起冲锋，顿时武田军鼓声震天，武田先锋武田信丰、小幡信贞率兵3千人扑向织田军先锋为丹羽长秀、泷川一益阵地，右翼马场信房也同时突击织田军佐久间信盛部。武田军一线阵地骑兵一鼓作气，同时发起攻击，像现代坦克一般，冲向联军栅栏。靠着骑兵强大的冲击力，大有一击灭敌之慨!眼看山县昌景的骑兵就要冲到马防栅之前了，突然德川军阵中铁炮齐发，首当其冲的武田军顿时人仰马翻。同时武田军先锋与右翼也遭到织田军同样的铁炮攻击，损失颇重。武田军也不愧为百战雄师，他们深知铁炮的最大弱点就是发射间隔长。只要趁铁炮手上子弹的间隙攻破马防寨，砍断绳索，铁骑突袭织田德川联军步兵，织田德川联军将遭灭顶之灾。所以，武田骑兵并没有稍稍却退，反而加速向联军冲去。可是悲催武田军刚冲出几步，第二波铁炮齐射就响了，又有更多骑士兵倒在血泊之中怎么。铁炮发射间隔缩短了，怎么回事儿? 疑惧不已的武田军还没明白过来，第三波铁炮齐射再次扑面过来，哗啦啦又倒下一片。这次齐射终于打乱了武田军军心，攻势严重顿挫，不得已全军稍稍后撤以作修整。其实，这并非织田德川军发明了连发铁炮，而是信长使用了日本铁炮战术中有名的“三段击”! 其实此战法也没什么新鲜的。就是让铁炮手前后站成三排，第一排射击完毕就立刻蹲下填弹，第二排随即跟着射击，然后再蹲下填弹，轮到第三排射击。等到第三排也射完，第一排铁炮手也装弹完毕，就可以再次射击了。如此轮流的战法便可克服铁炮部队装弹时间太长的缺点，实现对敌人源源不断的火力打击，给予敌人最大密度的杀伤!

　　可能是见识过武田骑兵的威力，心有余悸的德川军不敢追击山县昌景，使山县昌景得以顺利带兵撤回武田军左翼阵地，可是，先锋武田信丰、小幡信贞和右翼的马场信房就没有那么幸运了。织田信长命令本阵部队配合先锋为丹羽长秀、泷川一益、佐久间信盛越过栅栏，追击撤退的武田军。就这样，1万5千的织田军与6千左右的武田骑兵厮杀在一起，犬牙交错。虽然织田军的兵力是武田军的三倍，但是，武田骑兵征战多年，训练有素，个个英勇善战，双方打的难解难分，鹿死谁手，还未可知。

　　8时，喘息稍定的山县昌景重整了队伍，再次发起冲锋!这次他绕过有防马栅栏的地方，从德川军右翼，杀向德川军中央部。德川军右翼是大久保忠世率领的2千人长枪部队。这些人根本经不住山县昌景近3千“赤备”的冲击，开始向德川中央部溃退。这时，大久保忠世下了死命令：“后退一步者，斩”。 面对汹涌而来的甲斐骑兵，大久保忠世部也是毫不畏惧，与山县昌景部互相往来冲杀、相持不下。这时候，山县昌景手下大将原昌胤、小山田信茂率部冲入了德川军中央部，德川家康紧急命令先锋本多忠胜、石川数正、榊原康政等救援中央部。这时候，一个小概率事件发生了。本多忠胜真是火眼晶晶，他说了那句后世广为传颂的话：“那人便是山县昌景!”话音刚落，近百挺铁炮手一齐瞄准那武士射击，可怜的山县昌景顿时被打成了个马蜂窝，血肉横飞，当场惨死，享年46岁。大将原昌胤想夺回山县昌景的尸体，猛冲大久保忠世，也被德川军铁炮击中，当场毙命。失去了主帅，武田家左翼军队军心动摇，斗志全无，又深陷德川军重重包围之中，最后，几乎全部阵亡。

　　就在两军激战正酣之时，忽然武田军后卫部队开始大乱。又有一大批德川军从长篠城方向杀来，为首一骑乃是德川家猛将酒井忠次!这是怎么回事?原来就在开战前夜，德川家康密令酒井忠次率3千人，迂回包抄，趁夜偷袭武田军的鸢巢山据点，切断武田军后路。酒井忠次半夜出发，秘密渡过丰川，终于在天还没亮时从南面摸上了鸢巢山，突袭武田信实的1千守军，德川军成功占领了鸢巢山。接着，酒井忠次与长篠城内守军前后夹击高坂昌澄2千武田军。奥平贞昌在长篠城被武田军摁着脑袋打了一个多月，终于可以报仇了，他们个个生龙活虎，叫嚷着：“胜赖呢?我非弄死他不行!”高坂昌澄寡不敌众，迅速溃败，主将高坂昌澄战死。酒井忠次、奥平贞昌趁势从后方攻击武田军中央部的内藤昌丰。

　　酒井忠次的奇袭图

　　退路被断，军心浮动，形势对武田军更加不利。内藤昌丰再次建议武田胜赖退兵，他大声喊到：“撤吧。再不撤，就真打光了!给赤备留个种吧。”武田胜赖坚决不撤退，打算血战到底。武田家丧失了最后一次悬崖勒马的机会。

　　中午12点，大战仍在继续。 刚刚消灭了武田军左翼，德川家康见机不可失，立刻下令全线反击，并鼓励士卒道：“不需割取敌人首级邀功这么麻烦，只要杀光敌人，回来都有重赏!”于是，德川军猛将本多忠胜、石川数正、榊原康政等率先锋部队从栅栏后杀出，追赶溃散的武田军，德川家康亲率中央部人马紧跟其后，大久保忠世也率德川军右翼朝武田军中央部的内藤昌丰杀来。旌旗蔽野，尘土遮天，内藤昌丰部遭到德川军前后夹击，士气一下子崩溃了，混战中，驰骋沙场多年的内藤昌丰浴血奋战，当场阵亡!武田军中央部也几乎全军覆没!

　　午后2时， 武田信丰、小幡信贞、马场信房还在和织田军本部、先锋部队战斗，早已死伤籍枕，渐渐抵敌不住。正在这时，织田信长命令三个“五大金刚”羽柴秀吉、柴田胜家、明智光秀率领预备队1万5千气势汹汹地增援织田军本阵和先锋，支援正在厮杀中的丹羽长秀、泷川一益、佐久间信盛。1万5千人是什么概念，武田胜赖全部投入这次战场的总兵力才1万5千人，还要包括早被酒井忠次消灭的鸢巢山上的1千人，监视长篠城的2千人，实际上，武田胜赖在主战场只有1万2千人。面对织田军的猛攻，武田信丰、小幡信贞、马场信房开始顶不住了，先后陷入混乱，开始溃退，武田军大将真田信纲，真田昌辉战死，小幡信贞的父亲小幡宪重也在败退中战死沙场。就这样，武田军右翼也完全崩溃了。

　　在织田德川联军全线攻击下，武田军全线溃败，损失惨重，顿时陷入溃逃状态。兵败如山倒，武田胜赖眼见败局已定，终于下达撤退命令，向凤来寺方向撤退。也许是为了给武田胜赖争取撤退时间，马场信房看着倒下的武田骑兵，平静地对胜赖说：“说我老了，也够本了。我想陪陪这些孩子们，让他们黄泉路上也有个伴!”说完，孤身回马杀向织田德川的追兵，身中数刀，力战而亡，终年61岁。至此，武田家久经沙场的三个“四大天王”全部阵亡了。

　　下午4时， 武田胜赖终于逃到信浓的武节城，摆脱了织田德川联军的追击，身边只剩下6名士兵。驻守海津城的高坂昌信惊闻大败，紧急率1万大军前来半路接应，才使得武田胜赖稍微体面地回到甲斐。最后，前后安全回到甲斐的武田军将士，不到3千人。

　　长篠城一战，织田德川联军损失了5千多人，但是没有伤筋动骨、恢复起来也很快。而武田家损失超过1万2千人，特别是武田信玄辛辛苦苦一辈子打造出来的无敌骑兵"赤备"损失殆尽，还失去了大批有着丰富作战经验、高超指挥才能的重臣，武田家的脊梁骨从此被打断了。武田家也从唯一一个能和织田家抗衡的“超级大国”一下子沦为“二等国家”，再也没有实力对抗织田家。七年之后，织田德川联军对苟延残喘的武田家实施最后一击，胜赖带家眷仓促出逃，但天下之大，哪里有胜赖容身之地。公元1582年3月11日，走投无路的武田胜赖一家人在天目山集体自杀，一代甲斐名门武田氏就此灭绝了。

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