山本勘助這一計劃正是模仿啄木鳥的行為：
武田軍兵分兩路——一路組成大規模的機動部隊繞到上杉軍的背后；
當上杉軍從正面躲避攻擊時埋伏在正面的武田軍本陣就配合夾擊。
九月九日深夜高坂昌信、馬場信春率武田家機動部隊12000人向上杉軍駐扎的妻女山進發。
信玄則率本陣排成鶴翼陣型在八幡原布陣。
上杉謙信一直在觀察武田軍的動向，如此大規模的兵力調動自然瞞不過他的眼睛并且他敏銳地意識到了武田軍的真實意圖。
于是上杉謙信命令全軍偃旗息鼓，人銜枚馬裹蹄，下了妻女山并在夜色掩護下渡過千曲川。
除了留下1000人看守渡口以防備武田的機動部隊外，上杉軍的主力悉數抵達八幡原。
當第二天的晨霧漸漸散去時坐鎮本陣的武田信玄赫然發現：
上杉軍并不是被自己的機動部隊趕進了自己布好的口袋，而是面對面出現在自己的本陣前。
這下武田軍上至將領下至士兵一片愕然——他們知道“啄木鳥戰術”失敗了。
這時上杉家的猛將柿崎景家為先鋒排出“車懸”之陣——各部隊配置成車輪狀輪番攻擊。
久經沙場的武田信玄面對這樣的突發情況果斷下令部隊呈鶴翼陣型展開，從兩翼包圍上去迎戰。
此時上杉的主力部隊占有數量優勢，又占了突襲的便宜，激戰之中信玄的弟弟武田信繁、猛將諸角虎定等人陣亡。
另一方面高坂昌信等人率領的機動部隊到達妻女山后發現撲了空，他們當然知道上杉軍一定是擺脫了自己前去和武田本陣交鋒了，于是他們拼命突破了上杉軍留在渡口的1000后備部隊，于午時趕到八幡原配合本陣與上杉軍戰斗。
認為自己該對“啄木鳥戰術”失敗負責的山本勘助身先士卒沖入敵陣，最終戰死沙場。
戰況最激烈之時上杉謙信單槍匹馬沖入武田陣中揮刀砍向武田信玄，信玄用手中的軍扇擋住了謙信的刀，但還是被謙信砍傷。
當天黃昏時分雙方各自撤兵，盡管相比前幾次較量這次的確足夠激烈，但最終仍是各自退兵，誰也沒能殲滅對方，第四次川中島合戰結束。
戰后雙方都宣稱自己是戰勝者，后來統一日本的豐臣秀吉甚至點評此戰聲稱：
“上半場上杉勝；下半場武田勝”。
綜合看來：
盡管最終此戰仍是以雙方各自退兵告終，但考慮到武田軍高級將領大量陣亡的客觀現實還是只能說上杉略占上風。
武田軍之所以在此戰中落于下風主要是因為“啄木鳥戰術”的失敗——事實上敵人永遠不可能按自己事先設定好的計劃行動，然而武田軍卻沒對可能出現的戰場突發情況準備第二套預案。
永祿七年武田與上杉在川中島進行了最后一次對決：
由于蘆名盛氏入侵越后，上杉謙信出兵抵御，武田信玄則乘機偷襲北信濃的野尻城。
同年飛騨守護三木賴綱和國人江馬時盛為爭奪飛騨的霸權而展開爭奪。
信玄為控制飛騨而支持江馬時盛，三木賴綱則向越后求援。
上杉謙信為預防武田信玄出兵飛騨而再次出兵川中島。
信玄考慮到上次的慘烈后果而選擇避免決戰，固守塩崎城。雙方對峙兩月后不了了之，第五次川中島合照結束。
就這樣歷時12年的川中島大戰至此落下帷幕。
查閱完各種資料，謝玉有種奇怪的感覺，雖然只是些紙面的資料，但謝玉居然有種身臨其境的感覺。
好像謝玉曾經經歷并指揮過古代軍事戰爭一樣，不但能感同身受，而且還能理解雙方軍事指揮官的想法。
謝玉晃了晃腦袋，一邊驅除掉這點想法，一邊又想趁著一點想法找到一些旋律感，真是一個好生奇怪的狀態。