保科正俊、山田弥介等人深知自己才向上杉家投降不久，人微言轻，不敢擅作主张，便将箭书交给了上杉定虎，由上杉定虎来做出决断。
而上杉定虎也察觉到高远城中士气低落、人心涣散，便安排保科正俊、山田弥介等部负责前去接收搦手门，同时下令其余各部做好对高远城猛攻的准备。
天文十八年，九月二十日。
守备搦手门的饭岛为政（片切氏庶流）如约打开了搦手门，放城外的保科正俊、山田弥介等上杉军各部入城。
秋山信友、内藤昌丰、香坂虎纲等人得知三之丸的搦手门有失后，当即率本丸、二之丸的守军前往搦手门，意图将搦手门的控制权夺回。
可此时的上杉军已经如同黑色潮水一般不断涌入了高远城的三之丸中，秋山信友、内藤昌丰、香坂虎纲等人寡不敌众，在万般无奈之下只得放弃三之丸，退入二之丸收拢败军继续坚守。
但此时的上杉定虎却并不打给秋山信友、内藤昌丰、香坂虎纲等人继续坚守的机会。随着她的一声令下，上杉军就在搦手门易手后，开始对高远城的各个曲轮发起了全方位的猛攻。
即便秋山信友、内藤昌丰、香坂虎纲等人再骁勇善战，如今也是无力回天。
其中，原府中长尾家猛将村山直义、渡边纲景、荒川伊豆守等人更是冒着箭雨、落石、滚木等攀上云梯，率部一同攻入了高远城的二之丸和堪助曲轮之中，将二之丸、堪助曲轮中的箭橹、长屋纷纷点燃。
还在二之丸奋战不息的内藤昌丰在发觉二之丸、堪助曲轮的箭橹皆被点燃而冒出浓浓黑烟后，顿时心慌起来。
还没等内藤昌丰回过神来，大河户忠繁就杀到了他的眼前。
很快，内藤昌丰难以招架，仅仅不到两个回合就被大河户忠繁讨取。
眼见大势已去，笹曲轮、东出丸、南曲轮等地的高远城守军纷纷放弃抵抗，向上杉军投降，这就使得高远城的形势愈发危急起来。
最后，秋山信友、香坂虎纲等人只能率残部退入本丸之中。如今，本丸之中的守军就只剩下不到三十人。
就算此时的高远城距离陷落也只是时间问题，但秋山信友、香坂虎纲等人依旧不愿向上杉军投降。
毕竟，秋山信友、香坂虎纲等人是被武田信玄一手提拔起来的，甚至还与武田信玄有着众道的关系在。他们是无论如何都不愿背叛武田信玄的。
到了深夜，走投无路的秋山信友、香坂虎纲等人最终选择点燃了本丸的大广间，并于大广间之中先后切腹自尽。
而剩余的二十几名守军也不愿继续苟活下去，也先后自刎或切腹自尽了。
至此，武田家位于伊那郡的郡治高远城陷落。
经此一役，包括高远城守将秋山信友、内藤昌丰、香坂虎纲等人在内，被讨取者达到了一千两百余人。