甲斐的武田信玄和越後的上杉謙信，都是日本戰國時期第一流的戰略家、軍事家。上天偏偏安排二人的領地相鄰，無庸置疑，任何一方要擴展版圖，都必須將對方拿下。
武田信玄十分仰慕我國兵法大師孫武，其軍隊高舉的旗幟，除了本家的家紋外，還書有「風林火山」四字，即《孫子兵法》中的「疾如風，徐如林，侵略如火，不動如山」；而上杉謙信，則信奉佛教的毘沙門天，認為自己是戰神的化身，白色的軍旗上繡着一個黑漆的「毘」字。
1561年，雙方第四次在川中島會戰。他們二人，曾在川中島進行過五次會戰，而以第四次的戰事最為慘烈，戰略上的佈署最為人樂道。然而勢均力敵，誰也佔不了便宜。
八月十四日，上杉謙信將二萬大軍留守春日山城，自行統領一萬六千人向川中島推進。十五日，到達善光寺，謙信留下三千人作後勤補給支援，主力繼續南下。十六日，謙信大軍到達妻女山，妻女山距離武田軍的海津城只有三公里，謙信一改以往謹慎的作風，就在妻女山安寨紮營。但上杉謙信到達妻女山後，便不再前進，像是在等待甚麼。
八月十八日，武田信玄自領大軍從甲斐出發，二十四日繞到上杉軍背後，到達茶臼山，並已集結了二萬人。茶臼山，位於妻女山西北方約八公里之遙。
兩軍對峙，如箭在弦，隨時爆發。按當時兩軍的佈陣，上杉深入武田陣地，已被武田的海津城及茶臼山夾在中間。在這個情況下，武田主力卻遠遠紮營在八公里外，可以想見，武田信玄面對這個對手是多麼謹慎。就像下棋，任何一方只要走錯一步，便會落得被對方步步進逼。
結果雙方一直都待着，直到二十九日，武田信玄終於行動。武田將茶臼山上的主力南退，退到海津城，目的是引誘上杉攻擊。可是謙信不為所動，就任由武田軍在那裏往來調遣。
九月九日重陽節，是決定性的日子。武田軍的大將馬場信房、飯富虎昌等人都認為不可再這樣等下去，應該速戰速決振奮開始低落的士氣。信玄的軍師山本晴幸則建言：「不如採取啄木鳥戰術。」
啄木鳥以嘴啄木，如遇有空洞聲即樹內有蟲。而鳥嘴啄木時產生聲音，驚嚇樹蟲，啄木鳥就利用啄木聲將樹蟲趕出並予獵食。山本晴幸就是想將上杉軍趕出妻女山，一舉拿下。
其戰略佈署如下：
由高坂昌信為大將，馬場信房等為副將，率一萬二千人，午夜零時由海津城出發，突襲妻女山，攻擊上杉軍側翼，目的不是要進行決戰，而只要將睡夢中的上杉軍趕下山。而信玄則帶着其餘八千人趕赴川中島，靜候「樹蟲」，預期早上六時會合，然後才兩軍夾擊，一舉殲滅上杉軍。
然而，信玄的戰略早已被謙信識破。謙信命人在妻女山大本營安插紙旗，只留甘粕景持一千人留守，自領一萬二千人下山，就朝武田軍大本營進發。謙信為何會識破武田的戰術？其中一個說法，是武田軍為了夜襲，出征前生火煮食，結果謙信留意到武田軍炊煙時間與平日不同，便知道武田軍準備夜襲。但二人都是一流的軍事家，恐怕不會犯這種毛病，所以這個說法不太可信。另一個說法，則說上杉謙信知道來早會起大霧，所以決定攻擊。至於事實如何，則仍然是個謎。
結果拂曉時，川中島果然泛起了濃霧。武田軍漸漸聽到地動山搖的人馬喧嘩，而且愈逼愈近。武田信玄心感不安，由於不像廝殺聲，無法判斷是被逼出的上杉軍還是獨步而來的上杉軍。上杉軍殺到武田軍前，即改變佈陣，以車懸之陣攻擊。車懸之陣呈圓形，軍隧排成多列，士兵攻擊一段時間便轉到後方，第二批士兵上前，以車輪戰形式消耗對方，然後集中一點擊破。武田信玄驚見自己的戰略已被識破，當下立即傳令列陣鶴翼陣勢，軍隊打橫展開，呈鶴羽翼狀，目的是要包圍上杉軍，不讓敵方士兵退守達到消耗戰的目的。
另一方面，高坂昌信的一萬二千大軍，卻被甘粕景持的一千人以游擊戰形式一直拖着。由於不知道上杉大軍已撤走，高坂昌信亦不敢貿然穿過妻女山。直到日出東方，方確定妻女山只餘少數人馬留守，高坂昌信知道中計，立即趕下山營救主公武田信玄。但這已是上午七時三十分。
上杉軍得到武田突襲部隊已開始逼近的消息，攻勢更加猛烈，希望在突襲部隊抵達前消滅眼前的武田軍。結果武田信玄的親弟武田信繁戰死，軍師山本晴幸因為自責戰略出錯，殺入敵陣戰死；初鹿野忠次、油川彥三郎、安間弘家三支守衞大本營的部隊亦相繼陣亡，傳說上杉謙信騎着馬殺入武田信玄的大本營，抽出太刀砍殺，武田信玄以鐵軍扇擋之，謙信砍了三刀都不能殺死信玄，而武田軍穾襲部隊已殺到，謙信不得不退，慨嘆天意，便傳令鳴金收兵。
據史書記載，此戰武田軍四千六百三十人戰死，九千五百人負傷；上杉軍三千四百七十人戰死，九千四百人負傷。換句話說，雙方軍隊非死即傷，從數字上比較，誰也佔不了便宜。
