半天的战斗结束之后，武田军可以说是没有任何收获，上杉军则是士气高昂。
随后，新发田长敦便派出庄田定贤、栗林赖忠、小笠原长隆等将率两千余军势迂回至武田军的侧翼，准备对正在建立营寨的武田军发起突袭。
然而，令这支主动出击的上杉军上下皆没有料到的是，武田军对此早就有所准备，饭富虎昌、马场信房等人令全军上下的弓足轻全部集中起来，向前来突袭的上杉军进行集火攻击，同时还以甘利昌忠、驹井政直两部从左右两翼主动出击，对上杉军形成夹击之势。
最后，措不及防的上杉军遭到了武田军的迎头痛击，最后担任先阵的庄田定贤所部五百余人尽数被武田军歼灭，栗林赖忠、小笠原长隆等将只能收拢败军退回了稻荷山。
坐镇在稻荷山山顶本阵的新发田长敦在得知己方突袭失败，并折损了自庄田定贤以下五百余人后，准备改变策略，意图为己方阵亡的将士复仇。
随后，新发田长敦就以村上义清为先导役，派出栗林赖忠、小笠原长隆等将在入夜之后发起对医王寺城的攻击。
在夜幕降临之后，一千余上杉军在村上义清的引导下来到了医王寺城外。而驻守在医王寺城的芦田信守因白天武田军大胜上杉军后产生了轻敌之心，对城池的防御并没有做太多详细的安排，再加上武田军翻山越岭来到稻荷山一带早就精疲力尽了，一用过晚饭后，大都倚靠在城墙边入睡，几乎无人警戒放哨。
上杉军的物见将医王寺城中的情况汇报给村上义清听后，村上义清当即做出一个大胆的决定——攀爬入城，突袭武田军！
由于医王寺城并非重镇要地，故而武田家、上杉家在占有此城之后皆没有对其进行加固翻修，故而医王寺城的城墙构造非常矮小、寒酸，村上家家臣竹鼻虎政非常轻松的就带着五名武士先后攀爬翻入城中，并且偷偷摸摸的打开了大手门，迎村上家次席家老石堂龙纪率军进入。
然而，竹鼻虎政在打开大手门之时还是惊动了熟睡之中的武田军，就在他即将陷入重围之际，石堂龙纪次男石堂一彻当即手持一杆十文字枪杀散了包围竹鼻虎政的武田军，将其救下。
“原来是石堂次郎，在下感激不尽！”竹鼻虎政原本以为自己好不容易获得的一番乘之功将会易手，却获得了石堂一彻的救援，从而得以生还。
“无妨，竹鼻大人还是尽快向主公复命吧，请他尽快率军前来，家父与在下仅有三十余军势。”石堂一彻说完就提着长枪继续与涌来的武田军交战了。
“祝石堂次郎你武运长久！”竹鼻虎政也毫不犹豫，随即跑出了医王寺城。
之后，石堂一彻一马当先，率石堂势十五名足轻入快刀一般从横驰骋，冲入武田军阵中。尽管武田军人多势众，但是石堂一彻却丝毫不惧，其麾下足轻更是前赴后继，来回冲撞，就像是一团旋风一般，将前来围攻的上百武田军足轻冲得是七零八落。
随后，石堂一彻还接连讨取了前来挑战自己的芦田康贞（芦田信守之弟）、芦田守俊（芦田信守之弟）、芦田守庆（芦田信守之弟）、芦田光庆（芦田信守之叔）等诸多芦田一族武将。
武田军对上杉军的突袭本就毫无防备，再加上诸多有名武士被石堂一彻这个有着六尺五寸（约197厘米）的身高的巨汗讨取后，无不感到惊恐万分，甚至觉得此人是天神下凡。大量武田军足轻在稍作抵抗后就纷纷溃散逃出医王寺城，有些武田军甚至还在敌我不分的情况下自相残杀。
等到村上义清、栗林赖忠、小笠原长隆等将攻入医王寺城，并与苦战之中的石堂龙纪合流后，石堂一彻就已经一路杀散沿途阻挡自己的武田军，并带着五名足轻攻入了本丸之中。
而此刻坐镇本丸的芦田信守早就被上杉军的夜袭吓得是肝胆俱裂，虽然他意图弃城而逃，可是二之丸各处要地已经被上杉军所控制，麾下的军势也被上杉军击溃而四散而逃。
正当芦田信守抽出腰间的短刀，准备切腹自尽时，石堂一彻手持不断滴着鲜血的十文字枪，缓缓走入了大广间。
“想必阁下就是武田家重臣芦田下野守吧。”石堂一彻先是用十文字枪指着芦田信守，而后说道。
“你······你是何人？！”芦田信守瘫坐在地板上，不断地向后退，而石堂一彻也没有停下脚步的意思。
“这你就不用多管了，只要能将阁下的首级献给我主村上周防守殿，在下就能出人头地了！”石堂一彻说完就快步走向前去，一枪刺入芦田信守的咽喉，随后就用腰间的短刀将其首级割下，离开了大广间。
村上义清、栗林赖忠、小笠原长隆等将此刻也控制了医王寺城的本丸，在从俘虏的口中确认石堂一彻所讨取的首级是芦田信守之后，他们就立即从城内撤出，带着芦田一族武将的首级返回了稻荷山。
等到饭富虎昌、马场信房、甘利昌忠等人得知芦田信守所部被上杉军歼灭、医王寺城失守的消息后已经是第二天清晨了。
这下武田军诸将就陷入了困境，如今他们这支军势仅剩下八千余人，而且还不清楚上杉军的本队是否会立即北上与留守在稻荷山上的上杉军合流。