武田晴信繼承武田家後，制定一系列甲州法度，穩定國內秩序，加強生產，開發金山，國力日見強盛。同時他積極致力於展開信濃攻略，當時信濃主要有小笠原、諏訪、木曾和村上四大勢力。
天文十一年（1542年），武田信玄以對流放武田信虎不滿為名討伐妹夫諏訪賴重。由於諏訪下社的高遠賴繼叛變，諏訪軍節節敗退，七月，諏訪賴重敗降，不久自殺。九月，高遠賴繼不滿未得到代表諏訪家總領的神社大祝一職，攻入上社。九月十一日，武田信玄命板垣信方出兵迎戰。此次，信玄搬出了諏訪賴重與信玄之妹禰禰的遺子，尚在襁褓中的虎王。信玄告訴諏訪的豪士們，諏訪賴重曾經留下遺言，要讓虎王繼任諏訪總領家。如此一來，之前還搖擺不定的諏訪豪士們便開始認為，使諏訪氏滅亡的不是武田信玄，而是高遠賴繼。於是他們相繼集結到了武田信玄的隊伍中。九月十五日，武田軍與高遠賴繼的同盟軍在宮川河畔展開了激烈戰爭。當天傍晚，高遠賴繼的弟弟高遠蓮峰軒戰死，賴繼軍受到了潰滅性的打擊，賴繼軍敗走，退回到杖突峠以外。此戰中武田軍取得了壓倒性的勝利。至此，武田信玄便掌握了整個諏訪地區。
九月二十五日的安國寺合戰，高遠賴繼敗走。接著，武田信玄奇襲長窪城，活捉大井貞隆，並逼降了箕輪福城的藤澤賴親，掃平諏訪西方眾藩。至此武田信玄已控制信濃國一大半地方。武田信玄任命板垣信方及其推薦的駿河人山本勘助治理諏訪，並娶賴重的女兒諏訪御料人為側室。並且確定了武田家的守護神為“諏訪大明神” 。（大明神，也稱明神（發音Myou Jin），源自佛教用語。是日本神道教中神的稱號之一。也有貴族會被神化封為大明神，用來指代天皇時，發音為Akitsu Mikami，在吉田神道中被當作神號來使用。明神，是神不以假象來現身，而是以明示出來的形象來現身。與此相對，佛教系的山王一實神道中所使用的“權現”這一神號，是指“神以假象”來現身、或是“佛以（神道教的）神的形象為假象（權）來現身”。豐臣秀吉的神號“豐國大明神”很有名。德川家康的神號“東照大權現”很有名。）
ミシャグジ神《Mishaguji shin》
中譯名諏訪明神。
日本信濃地區的土地神，作為土地精靈出現的祟神，是大和中央政權進入此地以前所敬奉之神，以頭部為男性生殖器形狀的大蛇或蜥蜴姿態出現。日文漢字有諸如御社宮司、御左口神、赤口神、杓子神、守宮神等近兩百種寫法。在當地，過去每年要選出一位傳達諏訪明神之神諭的“神主”，每次傳達神諭結束後，據說就公然地把這位神主給殺掉，年年如此。但到了後來，不服從天津神統治的大國主神之次子－－建御名方神被建御雷神擊敗逃到了諏訪，此地就轉而成了建御名方神的崇拜中心。諏訪明神，是蛇神、石神、山神和風水神的集合體，是古代日本自然崇拜的一個典型。它給日本留下了很多與它有關聯的地名，比如“石神”、“石神井”、“精進”、“十三”等等。 攻佔諏訪地區對武田信玄來說有很多意義，其中一方面就是為其以後攻打信濃地區打開了突破口，另一方面，武田信玄掌握了作為“軍神”被崇拜的諏訪神社。武田家從先代信昌時起就有諏訪信仰，將諏訪神社直接掌管在手中，對武田信玄來說意義重大，信玄通過保護諏訪神社，可以更容易地把握信濃地區民眾的心。
諏訪大社 本宮（長野県）
天文十四年（1545年），北條氏康進攻駿河東部，武田信玄向今川派出援軍的同時，積極策劃今川、北條間的和平工作，終於在三國間締結了和約。
次年，解除了後顧之憂的信玄大舉進兵信濃。
武田信玄的侵攻引起信濃豪族的不滿。天文十五年（1546年），佐久內山城大井貞隆之子大井貞清叛亂，武田信玄平叛進入北信濃，引發了與北信濃當地豪族猛將村上義清（日本戰國武將。信濃北部領主。終生與武田信玄作戰，曾兩次擊敗信玄。戰敗後投奔了上杉謙信。引發了川中島合戰。）的矛盾，武田軍平定諏訪地區早就刺激了村上義清，村上軍開始沿著千曲川侵入武田領地。
武田信玄
天文十七年（1548年）二月，武田信玄不顧周圍的反對意見，在大雪中出兵信濃，意在攻取村上義清的根據地坂城地方。然而，十四日的上田原之戰，可能是武田信玄一生中最大的敗陣經歷。
雪中行軍而來的疲憊之師，被奮戰的村上義清軍急襲，伏兵殺得武田軍丟盔棄甲，武田信玄大敗。（天文16年（1547年），晴信包圍了笠原清繁的志賀城。同笠原清繁結盟的關東管領上杉憲政立即派出了援軍。被板垣信方，甘利虎泰率領的武田軍擊敗。武田軍在志賀城前擺放了小田井原之戰所殺3000敵兵的首級來威嚇守軍。結果士氣低落的志賀城被攻佔、笠原清繁戰死。落城後男性俘虜被當作奴隸、女人被轉賣為妓女。這在當時是相當殘酷的處置方法，也成為上田原之戰村上軍奮力抵抗武田軍的一個原因。）
天文17年2月1日（1548年3月10日）、武田晴信率5000人從躑躅崎館出發進軍北信濃。武田軍在上原城會合板垣信方帶領的諏訪眾和郡內眾、越過大門峠入侵小縣郡南部。防守的村上義清以居城葛尾城及東北方向的戸石城為據點佈陣。兵力沿天白山南下直到上田平展開、和武田隔產川（千曲川支流）對峙。2月14日（3月23日）合戰正式開始。武田軍以板垣信方為先鋒發動進攻。板垣軍擊潰了村上軍的先頭，板垣信方因此放鬆警惕開始清點敵方屍首。村上軍藉此機會發動反擊。遭突然襲擊的板垣軍陷入混亂、板垣信方在上馬時被敵兵用長槍挑死。
村上軍借勢發動猛攻、後面的武田軍遭到先頭潰敗部隊的衝擊也開始瓦解。村上義清試圖攻入武田晴信的本陣、被內藤昌豐和馬場信房拼死擊退，晴信也二處負傷。武田軍的板垣信方、甘利虎泰戰死，村上軍的屋代基網、小島權兵衛也在此戰中陣亡，傷者眾多因此無力追擊而撤軍。
戰敗的武田軍在戰場逗留了20天不願離去，在聽從晴信母親大井夫人的勸說後才撤退。
信濃守護小笠原長時趁機攻入諏訪，諏訪西方眾紛紛反叛，武田信玄陷於不利。
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