永禄十二年（1569年）三月，德川家康与北条氏、今川氏达成和解，武田信玄因此面临德川氏、北条氏和上杉氏的夹击。面对这一复杂的局势，武田信玄展现了他卓越的军事才能和政治智慧。他一面鼓动上杉家臣叛乱，牵制上杉军，一面采取军事行动，积极应对敌对势力的威胁。
同年十月，武田信玄在三增峠大败北条氏政的军团，史称三增峠之战。这场战役中，武田信玄巧妙地利用地形优势，成功击败了北条军，攻入伊豆和相模，一度包围了小田原城。北条氏康在三增峠下，听闻两个儿子及北条纲成所述的战事经过后，不禁感叹道：“此战纵是我在此，战局亦不会有所更改。能与不利形势之下，反败为胜，信玄公真乃当世第一名将，我氏康不如之。”
元龟二年（1571年），武田信玄终于实现了对骏河国全境的压制。他不仅看到了日思夜想的大海，还得到了为了上洛而作准备的骏河水军。这一成就进一步增强了武田信玄的军事实力，使他具备了更大的战略灵活性。武田信玄随即开始攻略远江和三河地区，进一步扩大了武田家的势力范围。
为了对抗日益强大的织田信长，武田信玄与将军足利义昭、越前国的朝仓义景、近江国的浅井长政以及本愿寺显如等结成了信长包围网，正式进入与织田信长敌对的状态。这一联盟不仅加强了武田信玄的外部支持，也为他未来的军事行动提供了更多的战略选择。
同年十月，北条氏康去世，其子北条氏政接掌北条家的事务。北条氏政改变了父亲的战略，重新与武田家结盟，形成了新的甲相联盟。这一联盟有效地牵制了上杉势力，减轻了武田信玄在北方的压力，使他能够集中力量应对织田信长的威胁。
通过这一系列的军事和政治行动，武田信玄不仅巩固了武田家在骏河、远江和三河地区的统治，还为未来的上洛计划奠定了基础。
十一、举兵上洛
在结束相模方面的忧患后，元龟三年（1572年），织田信长转战各地攻击反对势力，双方渐渐陷于精疲力竭的状态。本愿寺要求武田信玄打击信长同盟德川家康的势力。同年十月三日，应与织田信长敌对的将军足利义昭之请，武田信玄从甲府踯躅崎馆领起兵三万五千余大军上京，目标直指京都，讨伐织田信长，以获取天皇册封，号令天下。
武田信玄的大军以山县昌景为先锋，出兵时武田信玄一度感到不适，但为了抓住机会，大军继续进发。武田胜赖攻破了远江的二俣城，山县昌景也陆续攻略了东三河的诸城。别队秋山信友攻破了美浓的岩村城，进一步扩大了武田军的势力范围。
元龟三年（1572年）十二月二十二日，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。这场战役一开始双方一度胶着，但随后织田的援军部队被武田的骑兵队突破，导致德川织田联军全线崩溃。据传，当时德川家康在逃命时吓得拉了一裤子屎尿，在逃回滨松城后还叫画师画下自己落魄的样子，这幅画一直挂在家康的居室内，并保存至今。德川家康虽逃得性命，但已无力阻挡武田军的推进。
武田军乘胜进军，陆续攻破了三河的诸城，进一步巩固了对这一地区的控制。然而，就在武田信玄即将与织田信长一决雌雄的关键时刻，武田信玄的健康状况突然恶化。据传，武田信玄患有肺痨病，另一种说法是胃癌。无论病因如何，武田信玄的病情迅速恶化，迫使他不得不暂停上京计划，武田军被迫经信浓归阵。
武田信玄的突然病倒对武田军的士气产生了严重影响。尽管武田军在三方原合战中取得了重大胜利，但由于武田信玄的病重，武田军不得不暂时撤退，错过了与织田信长直接对决的机会。这一变故不仅打断了武田信玄的上京计划，也为织田信长赢得了宝贵的时间，使其有机会重整旗鼓，加强防御。
尽管如此，武田信玄在三方原合战中的胜利仍然极大地提升了武田家的威望，巩固了其在中部地区的统治地位。武田信玄的军事才能和政治智慧在这段时间内得到了充分展现，他不仅成功应对了多方面的威胁，还逐步实现了自己的战略目标。武田信玄的这些成就不仅为武田家的崛起做出了重要贡献，也使他成为了战国时期最杰出的名将之一。
武田信玄的病重和撤退，虽然推迟了他上京的计划，但并未完全打消他的雄心壮志。
十二、信玄入灭
攻下野田城后，武田信玄的病情急剧恶化。他被迫在三河长筱城休养，行军也因此中止。经过大约一个月的时间，武田信玄的病情没有丝毫好转。四月，武田军决定返回甲斐。天正元年（1573年）四月十二日，武田信玄在信浓国驹场（今长野县下伊那郡阿智村）病逝，享年53岁。关于武田信玄的死因，有不同的说法。御宿监物书状提到死因是肺结核，而《甲阳军鉴》则指出死因是胃癌或食道癌。无论具体原因如何，武田信玄的离世对武田家乃至整个战国局势产生了深远的影响。
武田信玄的遗体在信浓国伊那驹场的长岳寺火化。他的戒名是法性院机山信玄。武田信玄的墓地分布在多个地点，包括信玄墓、大泉寺、惠林寺、诹访湖长岳寺、龙云寺、高野山、福田寺、妙心寺等地。这些墓地不仅体现了武田信玄在不同地区的影响，也反映了他生前的广泛联系和深厚信仰。
得知武田信玄的死讯，上杉谦信痛哭三天，并表示失去了自己一生的对手，决心终生不再与甲斐为敌。上杉谦信的这一表态不仅表达了他对武田信玄的敬佩，也显示了两人在军事和政治上的相互尊重。上杉谦信和武田信玄的对决，被认为是日本战国时期最经典的名将对决之一，他们的故事被后世广为传颂。
武田信玄的去世对武田家产生了巨大的冲击。武田信玄的儿子武田胜赖接替了家督之位，但他的军事才能和政治智慧远不及其父。天正三年（1575年），武田胜赖在长筱之战中惨败于德川家康和织田信长的联军。这场战役中，武田军的骑兵部队被德川和织田的火枪队击溃，武田胜赖的军队损失惨重，武田家的势力大为削弱。
天正十年（1582年），在织田信长和德川家康的联合进攻下，武田胜赖和儿子武田信胜在天目山自杀，标志着武田家的彻底灭亡。
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