三方原之战是元龟三年十二月二十二日（1573年1月25日）在日本三方原（今滨松市内）爆发的战争，两军的统帅为德川家康和武田信玄。
这是武田信玄以上洛（因中国古都洛阳的原因，带兵入日本首都京都被称为上洛）为目的的一场战争。武田军最终取得胜利，继续往西前进，但是中途武田信玄病情恶化，在回归领地甲府（今山梨县）途中病死。

前情：
在由织田信长扶植的室町幕府将军足利义昭决意铲除信长后，足利义昭以外交结交近畿周边地区的有力大名组成了信长包围网。义昭多次要求信玄上洛，向织田军攻击。可是信玄没有实质行动，却花了两年的时间部署外交，以下就是例子。
在北条氏康死后，与后继者北条氏政修补关系。
此外为免北条出现异心，对常陆国大名佐竹义重发信文书。
利用石山本愿寺的一向一揆（信玄的正室三条的妹妹是本愿寺显如的妻子。）牵制越中地区北陆大名上杉谦信。
同时催促浅井长政、朝仓义景、三好三人众等大名出兵，准备攻击织田。

出阵
武田军在十月九日在甲府出发，兵分三路。开始向织田信长的同盟德川家康的军队攻击。第一队为信玄的本队，兵力二万二，当中的二千是北条方增援的部队。第二队为山县昌景的部队，五千兵力，攻击三河，后来与信玄会合。第三队为秋山信友三千，攻击美浓国的岩村城。主力军方面，前线将领武田胜赖，率领五千兵力攻击二俣城（在今滨松市），以测试德川军的战力，可是其城池非常坚硬，一直无法突破。约两个月后，才开始使用计谋破坏城内的供水系统，十二月十九日，二俣城守方开城投降。十二月二十一日（1573年1月14日），与山县昌景的部队会合，并在祝田之坂布阵，在此布阵的目的是有利于武田军前进，因为此路是往三河及远江的交汇，加上武田军与滨松城非常接近。
当时，根据德川军的情报，武田军的动向并非攻击德川家康的根据地滨松城，而是西进京都。当时阵中不少家臣向家康提议，让武田军向西前进，可是家康决定迎击，他派遣了一万一千的部队（其中三千为织田军的增援）。向祝田之坂前进。十二月二十二日早上，两军已经在三方原完成布阵。

布阵
两军的布阵如下：
武田军：第一阵为小山田信茂、山县昌景以及内藤昌丰。第二阵为小幡信贞、马场信春及武田胜赖。第三阵为武田信玄的本阵。阵形为鱼鳞之阵。
德川军：阵形为鹤翼之阵左翼为石川数正、本多忠胜、松平家忠及小笠原长忠；右翼为酒井忠次、泷川一益、平手汎秀及佐久间信盛。中央为大将德川家康。
开战
两军对峙了一段时间（当中两军实际的行动情况不明），武田军部将小山田信茂汇报德川军的缺乏战意。大概五时左右，根据《甲阳军鉴》记载，小山田队的工作兵以掷石的方法向守城石川队攻击，激怒德川军，石川队受到重创。石川队撤退后，终于使德川家康命令发动总攻击。但是两军斗志和兵力有一定的差距。武田军，当中包括负责运输的甘利队，进行全军攻击，取得了优势。双方只是战斗约两小时左右，约下午六时德川军开始撤退。当时，德川军撤退得非常危险，德川家康的替身夏目吉信战死，此外担任家康殿军的本多忠真战死，家康甚至在撤退时吓得失禁，可见得家康非常狼狈。织田军当中，大将平手汎秀战死。当信玄军杀到滨松城外，德川军使用空城计，信玄军见德川军完全没有防备，所有城门打开。武田信玄军前线部队还听到了鼓声。信玄恐防有诈，下令停止攻击。结果，家康安然无事，避过了此劫。
战后，武田军之后没有再攻打家康当时的居城滨松城，在祝田之坂往西前进，向三河进攻，两个月后在野田城之战击退德川的守备之后，武田信玄病情恶化，武田主力军回归，回归途中在信浓伊那郡死亡。

三方原战役后德川家康要求部下绘下的画像。织田的增援军佐久间信盛因为在这场战争失去斗志而没有参战，虽然信长没有立即惩罚他，但是后来在1580年8月被织田信长问罪，原因是他的部队不加入战斗，导致信长另一名部属平手汎秀战死，佐久间信盛的外甥佐久间盛政同样被信长放逐。
在此战后，德川家康下令画师绘画一幅愁眉苦脸的画像，后世称为“颦像”，提醒自己不要出现更难堪的情况，此画像保存至今。此战之后家康对武田军十分畏惧，甚至在信玄死后其继承者武田胜赖率大军来挑战时皆采取保守的防卫策略，不敢轻易出战。1574年胜赖率2万5千大军进攻远江高天神城，家康没有前往救援，而是死守滨松城苦候织田方的援军前来。然而在织田信长率军抵达前，高天神城城主小笠原长忠便不支投降。

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