尽管大井家向武田家降服了，但是作为大井家家臣的笠原清繁却并没有与其主大井贞清一样向武田家降服。笠原清繁甚至还主动倒向了山内上杉家，妄图在山内上杉家的旗下继续割据志贺城。
随后武田晴信趁着大胜，继续进军攻打没有主动降服并且固守在志贺城的国人领主笠原清繁。但是在笠原清繁严防死守之下，武田晴信对此亦对易守难攻的志贺城是无可奈何。毕竟唇亡齿寒，闻讯的上杉宪政当即组织援军赶来支援志贺城，他以金井秀景（仓贺野十六骑之一，仓贺野秀景）为总大将，率和田家、后闲家、大户家、大胡家、山上家、安中家、木部家等上野国人领主们，迎击武田军。
山内上杉家在关东屡次失利，威望大损，也急需在其他战场获得一场胜利以此来振奋人心。
武田晴信派遣板垣信方、甘利虎泰、横田高松等重臣率军于小田井原伏击这支由上野国人领主们所组成的援军。由于金井秀景所率的山内上杉军并不熟知佐久郡的地理，导致被武田军伏击后惨败，其有力武将十余人阵亡，被讨取杂兵在内的三千余人。“山内上杉家自是不振”，之后再也无力组织起任何一支规模超过千余人的军势了。
随后，武田晴信便令麾下足轻将这三千多颗首级全部放置在志贺城外，并且一一进行碟刑，试图从气势上震慑敌军。结果志贺城的守军一看这情形，顿时吓得心惊胆战。武田晴信又趁机切断了志贺城的水源，城里守军的喝水就成了极大的问题，就此陷于了困顿之中。
到了天文十六年，二月一日，武田军冒着大雪对孤立无援的志贺城发起了猛攻，并且将其攻落。随后，武田晴信就将城内坚守不屈的笠原清繁与高田、依田等族以下三百余人尽数讨取。武田晴信甚至还将笠原清繁的正室赐给自己的重臣小山田信友为侧室，以嘉奖他的战功。
攻陷志贺城后的武田晴信，便彻底消灭了最后一个反抗武田家统治的佐久郡国人领主，从而控制了佐久郡一郡之地。就这样，武田家与广义上控制北信浓四郡的村上义清全面接壤，两家的矛盾也就不可避免地深化了。
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