为了给信繁的上位清除障碍，信虎想以到骏河学习为名流放信玄，但是由于家臣的反对，信虎的这个策略并没有发挥效力。眼看着就要竹篮打水一场空，羽翼渐丰的信玄显然不能容忍这一切，他决定冒着不孝的罪名先发制人。于是，在家臣的支持下，他依靠饭富兵部和老师坂垣信方的帮助于天文十年 ( 1541 )6月发动兵变，逼他老爸退休，反而让老爸到骏河去度假了。夺取了当主家督的职位权力，从此开始了其传奇般的后半生。正所谓一朝天子一朝臣，信玄成为武田家家督以后，不仅清洗了父亲的老部下，而且改变了信虎时期实行的南下与北条家和今川家争锋的策略，与他们重修旧好，并于 1545年成功地调和了南方北条家和今川家的纷争，结成了三家同盟。此后，武田家把战略进攻的重点转向北方的信浓国。当时信浓内部纷争不断，原本的信浓守护小笠原家统治不稳，诹访家、木曾家和村上家都对小笠原家的守护地位进行不断地挑战，几大家族为了抢夺地盘而打得不可开交。虽然诹访家的家主诹访赖重娶了信玄的妹妹，而且信玄又娶了诹访赖重的女儿诹访御料人，并生了长子信赖，两家有姻亲之好，但是连自己的老爸都敢掀翻的信玄，当然更不会顾及这个。
趁其不备，于 1542年 6月首先攻击这个妹夫兼岳父，措手不及的诹访赖重仓促迎敌被打败后带回甲斐囚禁，不堪其辱的赖重最后自杀于此。随后信玄进攻村上家，村上家跟信玄可没有亲戚关系，而且家督村上义清也不是省油的灯。 1548年 2月，村上家联合其他信浓豪族，与武田信玄大战于上田原。武田军先锋坂垣信方贪功冒进，致使武田军被村上军分割包围，大败而归。两年之后，武田信玄卷土重来，包围村上家的户石城。就在武田军攻城正酣之际，村上义清瞅准了机会从背后突袭，武田军再次大败而归。在这次战役之中，武田大军丧失了许多精锐，这就是信玄的滑铁卢——户石之崩。信玄并没有就此气馁，他改用蚕食政策对付信浓。许多豪族被信玄逐个击破后，村上义清终于坚守不住，连同小笠原家一齐投奔了北方强大的长尾家 (上杉家)。信玄的扩张终于使他遇上了终生的敌手长尾景虎（上杉谦信），龙虎之争终于开始了。武田信玄和上杉谦信一个是“甲斐之虎”，一个称“越后之龙”，两人棋逢对手，掀开了战国最精彩的龙争虎斗。信玄与上杉谦信一共在信浓的川中岛一带决战五次，史称“川中岛合战”。
1553年 9月，应村上义清等的请求，上杉谦信派大将柿景崎家出兵信浓，这是长尾军和武田军的第一次交锋，是为第一次川中岛合战。这次长尾家的进攻出乎武田信玄的预料，武田家交战不利，败退，长尾军占领了北信浓部分领地。信玄见长尾军强大，决心扬长避短重新整顿军队，大力发展了精锐骑兵，全军上下清一色红盔红甲，号称“赤备”。熟读《孙子兵法》的信玄把书中所提到的“其疾如风，其徐如林，侵掠如火，不动如山”四句话绣第四次川中岛合战场景画在战旗上，从此武田家“赤备”骑兵和“风林火山”的猎猎战旗纵横关东二十几年。
1555年，武田和长尾再战于川中岛，是为第二次川中岛合战。双方对峙半年，不分胜负。在今川义元的劝解下，双方罢兵。 557年，双方第三次战于川中岛，双方仍然是不分胜负。
1561 年 8月，上杉谦信亲自率兵一万余人驻扎川中岛附近的妻女山，打算攻打武田家在北信浓的桥头堡——海津城，空前惨烈的第四次川中岛合战爆发。武田信玄急率兵两万人增援，于 9月进驻海津城。武田军大将山本勘助献“啄木鸟战法”，即让信玄率兵正面迎敌，而另派大将高坂昌信率兵从背后包抄，偷袭长尾军背后。可是上杉谦信看出了武田军的异动，于是偷偷撤下了妻女山。
第二天，上杉谦信的军队突然向武田信玄本队发起攻击，猝不及防之下，武田军顿时阵脚大乱，山本勘助见自己的计策反被利用，羞愤难当，杀入长尾军，战死沙场，而信玄的弟弟武田信繁，和大将诸角虎定也先后战死。眼看信玄兵败如山倒，大将高坂昌信终于赶到。两面受敌的上杉谦信下令撤退。虽然武田军损失惨重，但长尾军也没能攻下海津城。第四次川中岛合战的结果还是不分胜负。三年以后，双方又在川中岛第五次对峙。由于两边主帅都特别小心谨慎，两军并没有爆发大规模冲突。信玄和谦信五次对决，一龙一虎，历经十多年的战争就这么结束了。眼见北上无望，信玄重新拾起了南下的战略。由于盟友今川家的家主今川义元在 1560年战死桶狭间后，信玄见今川家已经开始走下坡路了，于是信玄再一次背信弃义地向今川家发起了进攻，出兵占领了骏府城，灭亡了今川家。随后武田军向北条家发动了攻势，但是北条家家督北条氏康也不愧是一代枭雄，他一方面高挂免战牌，坚守不出，另一方面又与信玄的老对手上杉谦信结盟，无奈信玄只得撤退。但是北条军从后追杀，并在三増峠追上了武田军。谁知信玄对此早有准备，突然杀了个回马枪，北条军大败，史称“三増峠之战”。
不久，北条氏康病死，他的儿子北条氏政又改变了老爸的政策，重与武田家修好。信玄没有了后顾之忧，继续征战，武田家势力遍及甲斐、信浓、骏河、上总、三河和美浓等藩国，达到了鼎盛时期。此时的织田信长也开始崛起了。元龟三年（ 1572）应幕府将军足利义昭之请，信玄从老巢甲斐国率三万五千余大军上京，准备讨伐织田信长，大军以大将山县昌景为先锋， 2月武田军主力与德川织田联军在三方原交战（史称“三方原合战”），双方一度胶着，随后织田的援军被信玄的骑兵突破，德川家康割须弃袍，狼狈而归。眼看大胜在即，信玄却因为肺结核病突然加剧，不得不暂停向织田信长发起总攻，织田信长也借此逃过一劫。经过一个月左右的休养，信玄的病情仍没有好转，在这种情势之下武田军不得不返回甲斐，但是在返回途中病情恶化，病逝于信浓国，享年五十三岁。真是应了古人那句，“死诸葛吓走活仲达”，信玄在临死的时候也安排好了这么一出戏，命令手下家臣，在自己死后密不发丧，织田信长不知道武田信玄死的消息，就一再命令手下不要去追击武田军，信玄的军队于是安全地撤回了国内。
据说得知信玄之死，上杉谦信大哭了三天，并说失去了一生的对手，决心不再与甲斐作战。虽然武田信玄最终没有完成统一日本的梦想，但是他凭借他的用兵方略在日本战国史上留下了浓重的一笔。信玄善于用骑兵，以灵活机智的战术取得胜利，开了后世运动战的先河。他在熟读《孙子兵法》，并结合自己多年战争经验的基础上，开创了“甲州流”兵法；他还重视民政，其制定的《甲州法度》为战国时期著名的分国法，也都是很有见识的。信玄还以擅长培养人才著称，手下著名的“武田四名臣”、“二十四将”等聚集成了战国时代最优秀且忠诚稳固的家臣团体，这成为日本后世武士的一个典范。人无完人，信玄也有失策的时候，比如说，他秉持着以攻为守的原则，从来不修筑城池以备固守。这是建立在强势的基础上，但是一旦天下形势有变就没有办法转入守势了。果不其然，武田信玄死后仅两年，其子武田胜赖在长筱合战中惨败于德川织田联军，武田家走向衰落。
1582年，在织田和德川的进攻下，武田胜赖与儿子武田信胜在天目山自杀，武田家灭亡。越后之乱龙——上杉谦信英雄豪杰在歌舞升平的文治之世，他连一个影子都没有，但是一旦兵戈四起，他就不知从哪里钻了出来，而且一出就是一群。在我国群雄辈出的三国时代，有对酒当歌睥睨天下扫平枭雄的曹阿瞒，就有在南方的犄角旮旯给他致命一击的孙权、刘备；有一个未出茅庐便手握三分天下已定的卧龙诸葛亮，就有一个与他齐名的战略家凤雏庞统。日本战国时期有甲斐之虎武田信玄，自然也就有越后之龙上杉谦信。上杉谦信，原名长尾景虎，是日本战国时代的大名，他纵横驰骋号称“军神”，战国最杰出的兵法家、军事家。战国时，中国的注本《孙子兵法》传到了日本，一时间日本人纷纷学习利用，当时的越后之龙上杉谦信与甲斐之虎武田信玄都自称深谙此道。无疑，上杉谦信运用《孙子兵法》更胜一筹。
上杉谦信出生于 1530年，他是越后国代理守护长尾为景（越后的世袭守护是上杉氏，而实权掌握在世袭代理守护长尾氏手中）的幼子，因为当年是虎年，孩子被取名为虎千代，这个小老虎也就是后来驰骋于战国乱世的“军神”上杉谦信。显然谦信没有一个快乐的童年，因为他的亲生母亲在他四岁那年突然去世，谦信成为一个没有妈妈的孩子。由于过早地失去了母爱，谦信终其一生都有一个恋母情结，为此他甚至不近女色，终身未娶。不过这反而从另一个方面激励了他的成长，正是因为他没有长于妇人之手，所以他后来变得异常坚忍，成为一方霸主。
天文五年（ 1536），那是谦信才七岁，父亲长尾为景进攻越中的时候与一向一揆作战时中计败死。为景死后，长子长尾晴景继承了越后的代理守护，晴景是谦信的兄长，然而，晴景为人懦弱，没有主见，不具备成为武将的那种果敢的勇气和统领之才，以他的这种性格在乱世里显然是属于那种烂泥扶不上墙的类型，被国内的其他势力所轻视。为景一死，本来就不太平的越后国更加动荡，各地豪强占据一方，各自为政，不听长尾家的号令。按照室町时代武家的传统习惯，没有继承权的幼子常常被送去出家。于是，这一年虎千代在世代受长尾家礼遇的林泉寺受戒出家，师从当时赫赫有名的高僧天室光育。眼看着弟弟谦信日渐成熟，为缓和自己的孤立窘境， 1543年晴景让十四岁的谦信还俗来帮助自己治理国家，他把谦信派到越后中部的栃尾城，镇压附近的敌对势力。显然附近的豪族们根本没把这个小毛孩子放在眼里，但谦信到城后，出其不意地多次击退敌对势力的来犯，并很快将附近豪族收服于帐下。在栃尾城的一系列作战是谦信最初的战争经历，不久之后，越后地区的豪族黑田秀忠谋反，谦信代兄长晴景率兵平叛，表现神勇，最后依守护上杉定实之命消灭了黑田一族，几乎统一了整个越后。
经此一战，谦信名扬天下，他的声望迅速压倒了代理守护兄长晴景，眼见谦信势力坐大，有取自己而代之的势头，难以容忍的晴景顾不上亲情，派兵讨伐自己的弟弟，开始了骨肉相残。但是军事上的菜鸟晴景哪会是军神谦信的对手，谦信以一敌百，依靠攻其不备之法大败晴景军。不久之后，双方在越后国守护上杉定实的调解之下，达成和议：晴景引退，谦信作为晴景的养子继承家督和代理守护。这个结果大家也都还能够接受，虽然晴景让出了位子，但是自己的辈分却高了一代，体验了一把太上皇的感觉，比较体面地退出了政治舞台，而谦信更是不会吃亏，他获得了实际的权力。1550年，越后守护上杉定实病死，但是定实没有儿子，于是守护家绝了后。上杉谦信趁机以定实养子的身份，继承了上杉定实的位置，此后幕府将军足利义辉承认谦信统治越后地区的信物白伞袋和毛毡鞍覆的使用权，于是，谦信不再是代理守护，而正式成为了越后国守护，其实质的国主地位得到了官方的认证。
次年，一直不承认谦信地位的长尾政景降服于谦信麾下，至此，长尾景虎完全统一越后国，一跃成为实力强大的新兴战国大名。1551 年关东管领上杉宪政被后北条氏所迫，离开老巢平井逃往越后，来投奔长尾家，因为关东管领上杉家本是长尾氏世代主家，因此受到了隆重的欢迎和款待，上杉宪政提出，希望长尾景虎出兵关东，攻灭后北条氏，恢复关东的秩序，并且承诺事成以后即以关东管领之职，以及世传的御旗、文书相赠。得到承诺之后，上杉谦信于 1560年开始关东攻略。