在明智光秀等人到桶狹山區探查的同時，今川義元于沓掛進行軍議。
松平氏的支配地沓掛城曾屬于織田家，城主近藤景春跟隨鳴海城的山口繼教一起背離織田家投向了今川。今川義元此次軍議就是安排麾下各部的協調，要求盡快拿下尾張國。平定尾張後，他打算任命才智僅次于松平元康的飯尾連龍為新的尾張守護，代自己掌管尾張一國。
次日清晨，義元親率大軍出陣。途中已在岡崎、池鯉鮒、今岡留下數千人守備，並于沓掛留下1500人。為了補給的方便，松平元康負責軍糧的供應，今川軍的糧草全部囤積在大高城，由元康把守。
在丸根砦陷落之前，負責守衛的佐久間盛重與鷲津砦的織田秀敏（信長的大叔父）派人將今川方的行動及時報告了信長，「今川方18日晚試圖運糧入大高城。如晚上遇大潮影響，那麼19日早上必定行動。不會有錯！」報告完這個有價值的情報後，隨著丸根和鷲津的陷落，佐久間盛重與織田秀敏均被今川軍討死，部下無一幸免。
織田信長在清州城內召集家老們軍議，會上信長一語未發，最後用一句「夜深了，大家都回家休息去吧。」結束了整個軍議。那些局部的勝利並不會對大局產生什麼影響，因為此時信長已經決定進行奇襲作戰。「要欺騙敵方，首先要欺騙友方。」信長等待著機會的到來。
5月19日凌晨，成功的完成了運糧任務的松平元康率1000人出城，開始進攻中島砦。足輕頭川高秀率100足輕死戰，不到半個時辰全部壯烈戰死，中島砦易手。
在松平元康攻下中島砦後，今川方朝比奈泰朝及井伊直盛帶2000人進軍中島砦。
此時，大高城南黑末川河口還出現了前來呼應義元大軍的河內二之江僧人服部友定所率領的20艘船。
5月19日，黎明，在今川軍進攻的同時，織田信長出陣。
「今川軍開始攻擊中島砦」的情報傳到了清州。信長舞起了敦盛，「人間五十年，與天相比，不過渺小一物。看世事，夢幻似水。任人生一度，入滅隨即當前。此即為菩提之種，懊惱之情，滿懷于心胸。汝此刻即上京都，若見敦盛卿之首級……」用完飯後，信長僅引柴田勝家、丹羽長秀、瀧川一益、池田恆興、佐佐成政5人出陣，直奔熱田而去。
5月19日，上午8時信長到達熱田。
據《信長公記》記載，信長向東眺望，確認中島砦方向的煙，並在熱田神宮祈願。此時，信長本隊「馬上6騎，雜兵200」。
5月19日，上午10時，信長通過丹下砦，到達善照寺砦。
由于熱田附近漲潮，海岸沿線道路被海水所淹沒，馬匹無法通過，同時為了也避開丸根、鷲津附近的今川軍，信長選擇通過水野帶刀守備的丹下砦，至佐久間信盛守備所在的善照寺砦。信長在那里作了最初的敵情分析，包括「負責指揮攻擊丸根、鷲津、中島砦的是誰」、「義元本隊在哪里」等問題。雖然沒有看到大軍的動向，但顯然，信長已經預先將2000最精銳的天魔軍藏在了善照寺砦的秘密營地內，而負責接應信長執行奇襲計劃的明智光秀正是在這里單獨面見信長，呈上了桶狹山區的詳細地圖，他和木下藤吉郎、前田利家發現的山間小路及建議信長由此襲擊山區內今川義元本陣的計劃。
在信長到達善照寺砦之後不久的5月19日正午，從沓掛出發後一路西進的義元本隊在正午時分到達桶狹間山。義元率本隊約為5000人，于桶狹間山上面向西北布陣，與木下藤吉郎的預計的位置，僅僅偏離了不到三百米。確實，這個位置居高臨下，又是一個自成體系的谷中之谷，適合作為本陣，易守難攻。
丹下、善照寺砦的織田軍得到「信長到達善照寺砦」的消息後士氣大振。佐佐勝通、千秋四郎乘勢帶領本隊300人對桶狹間山上的今川軍進行突擊。然而寡不敵眾，佐佐隊被今川軍擊退，佐佐勝通、千秋四郎等50人戰死。義元得報後大笑，「就算天魔鬼神前來又能如何！」言詞間表露出對織田信長親兵「天魔軍」的輕蔑，正是他的這種輕敵，導致了今川軍的敗亡…
5月19日正午後，得知佐佐隊敗退後，信長率2000天魔軍，秘密引軍向桶狹山方向移動。據《信長公記》記載，梁田正勝報告了義元本隊的確切位置。因為織田信長對明智光秀並不完全相信，他要求光秀及他帶來的10名足輕作為自己的向導，而派天魔軍斥候首領梁田正勝負責和潛伏在桶狹山區的前田利家聯絡，而木下藤吉郎因為帶人偽裝成山區農民弄了些酒菜去蠱惑今川義元，暫時與織田軍失去了聯絡。
信長下令全軍開始攻擊︰「大家听好！敵人從昨天開始，先是大高運糧，後又經丸根、鷲津、中島苦戰，已是強弩之末。我軍以逸待勞，豈有不勝之理！無須斬取敵人的首級，敵人撤退我們就追殺。出發！」
對于織田信長主力的動向，今川軍先鋒隊鵜殿軍、鷲津的朝比奈軍、鳴海的岡部軍卻沒有獲得任何有價值的情報，這無疑讓今川方失去了提早預防敵軍奇襲的可能。也難怪今川軍如此麻痹大意，在今川軍上下看來，僅有三千兵力不到的織田家，實在是沒有任何威脅，他們已經在考慮由飯尾連龍接管尾張後的新局勢——飯尾家的崛起，三河松平家的地位勢必要下降，而今川家的影響自然隨之增長。而尾張格局的洗牌，就會帶來不少新的機會，于是一些豪族開始考慮如何巴結飯尾連龍，在這次戰事中為自己的家族爭取一次發展的機會…
5月19日。下午1時突然天降大雨、信長在明智光秀的引導下，沿著一條荊棘遍布的山間小路，向桶狹山區突進。
此時，桶狹間一帶突然下起了大雨。織田軍的士兵們大喜，「這是熱田大明神在保佑我們啊！」大雨掩蓋了織田軍的行蹤，而正在作戰斗準備的今川軍都離開原位避雨。
「這是小人準備的美酒，請治部大人笑納。」偽裝成地保的木下藤吉郎帶著幾個偽裝成村民的足輕帶著農家的酒菜來拜見宿營在這座山谷的今川義元。今川義元的幕職是駿河守，朝職是治部大輔，所以家臣和臣民一般都以治部大人相稱。
要想迅速平定尾張，並且讓尾張提供糧草補給自己的大軍挺進美濃、近江直到進入山城國的京都，就必須獲得當地的民心。因為這個原因，看到尾張的村民因為害怕戰亂四散奔逃的今川義元十分不快，而現在居然有當地村民來「天下雲集響應，贏糧而景從」，今川義元的興致似乎很高。
拿起經侍衛試驗過無毒的農家美酒，喝了一口後感到比想象中的要好，今川義元不由更加高興。如果是真正的農家酒，自然沒這麼好的味道，這酒都是木下藤吉郎從清州的酒館買來的，自然好喝，這也算是一個小小的馬腳，只是義元沒注意到這些罷了。
「敵襲！有敵襲！」正在喝酒的今川義元被一個闖進來的足輕壞了興致，這名足輕的胸脯上透出兩只羽箭，顯然已經無法活下去了，他拼死前來報告這個緊急的軍情。
「什麼！」今川義元顯然大吃一驚。他陰狠的目光懷疑地掠過送酒食過來的地保和農民，顯然，他對木下藤吉郎等人偽裝的村民也有了懷疑。可惜，他現在根本沒有時間解決這些問題，他現在能做的就是先穩定局勢。
「你們兩個，把這幾個泥腿子做掉。」听到外面似乎抵擋住了敵人的攻勢，今川義元驚魂稍定，留下2個近衛解決這幾個有奸細嫌疑的農民，就打算帶人出去看看情況。
木下藤吉郎等人似乎十分害怕，一起躲藏到營帳的角落，對獰笑著撲過來的兩個衛兵求饒道︰「軍爺，我們都是老老實實的莊稼人，可別殺我們啊。」
這兩個負責清理「雜質」的衛兵自然沒把這幾個農民放在眼里︰「要怪就怪你們命不好，本來大人肯定要對你們厚加賞賜的，現在踫上了敵襲，為了排除一切意外因素，實在留你們不得！」
看著衛兵高舉的屠刀，木下藤吉郎忽然笑了︰「動手！」
手下的六個足輕迅速從懷中模出匕首，狠狠地刺向那兩個衛兵。看得出這幾個足輕身手十分了得，恐怕已經不下于一般的武士，這兩個衛兵被他們輕松地解決。
「外面有馬棚，我們去把馬殺死，免得敵人騎馬逃走！」木下藤吉郎的壞點子一個接一個。
匆促間，今川軍根本來不及過來騎馬，他們都和織田信長的兩千天魔軍陷入了苦戰。織田軍都是騎兵，而今川軍雖然有1000騎兵，但都來不及騎馬，倉促間模起兵刃就沖了上去。他們需要先片刻，向附近各營求助的急使已經派出了，堅持一會就可以將來襲的敵軍包圍吃掉。
正在這時，機會來了。看到戰局不利的今川義元眼珠一轉，便想先騎馬避過再說。走到馬廄，正好踫上了前來刺馬的木下藤吉郎等人。木下藤吉郎手下有兩個最得力的足輕，一個叫毛利新助，一個叫服部小平太，都是擁有姓氏的武家子弟，但因為他們父親侍奉的土豪被他家攻滅，而流落到尾張，被有識人之明的木下藤吉郎收為手下。
「干掉他，他就是敵軍大將今川義元！」木下藤吉郎忽然激動地說。
服部小平撿起一把今川戰死士兵的長槍刺向義元，義元以刀斷槍，傷小平太之膝。毛利新助砍倒義元，義元一口咬住新助的手指，新助第二太刀斬下義元首級，左指猶在義元口中……
「今川義元討死！」木下藤吉郎興奮地高叫著。听到這個驚人的消息，今川軍的士兵如同潮水般潰散，而織田軍趁勢追殺，今川軍潰不成軍。
「要不要去阻擊織田軍，讓今川的軍隊穩定下來？」看到主君若有所思地屹立在山頭一動不動，已經被任命為部將的鳥居元忠有些不確定地問道。雖然猜到主君可能想見死不救，但似乎有些過分了些，怎麼說主公也是今川家的女婿啊…
「馬上召集部隊返回岡崎，松平家從今日起月兌離駿府獨立！」松平元康目光陰鷙地吩咐說。
「這…是，臣馬上去辦。」鳥居元忠雖然有些驚訝，也覺得有些不義，但這是三河獨立的一個好機會，雖然如此落井下石的做法為君子所不齒…
「酒井忠次何在？」松平元康忽然低喝道。
「臣在！」酒井忠次忙上前听用。
「你馬上帶800三河精銳偽裝成織田軍，追殺今川的部隊，要干得漂亮！」松平元康有些陰森地吩咐說。
「好的，我們那800‘三河之魂’也訓練得差不多了，保證完滿完成任務。」幾年來，在松平元康的密令下，酒井忠次選拔三河國內的精干少年，秘密訓練強兵「三河之魂」，就是為了今天這樣的情況為三河月兌離今川家而起到一個關鍵的作用。
「主公，不知道為何，有一支打著我織田家旗號的精兵在四處沖殺今川軍殘兵，那支部隊好像不是我們的啊…」
看到大勢已定，織田信長駐軍一座山頭，打算暫停追擊，先收編一下降兵。雖然戰場上臨陣倒戈的降兵降將戰斗力有限，但只要給予我軍的裝束，多少也可以起到一些虛張聲勢的恐嚇作用，從而放大我方的勝勢。
「哈哈，肯定是松平元康這小子派人假冒的，這小子，肯定不會放過這個獨立的好機會，我且由得他們狗咬狗…」織田信長顯然很高興見到這個意外之喜。
進軍容易退兵難。今川軍潰敗後，尾張南部和三河東部的豪族趁火打劫，一路襲殺今川的部隊，不需要織田信長親自動手，自有許多原屬于今川或者剛剛倒向今川的豪族們提著敵軍的將領的人頭來，向駐軍鳴海城的織田信長邀功輕請賞，請求加入或者回歸織田家。
同時，听到織田方獲勝的尾張各地豪族，一改之前推月兌搖擺的立場，也紛紛請命參戰，織田信長自然一一允準，于是，織田軍在短短一天膨脹到一萬大軍，一直追擊到西三河的岡崎城下才收兵，今川家2萬大軍今有800人逃回駿府，松井宗信等多位大將也都先後戰死，今川家就此一蹶不振。
此戰後，織田信長的兵力膨脹到1萬人，雖然大部分是收編的降兵和各地豪族進獻的精壯，但稍加訓練，也不難擴軍到六千以上。更重要的是，織田信長通過這次戰役，奠定了自己的名將地位，尾張國內，再也無人敢不尊號令，這點無疑是他問鼎天下的關鍵。
因為在此戰中的功績，木下藤吉郎、前田利家和明智光秀都被提拔為物頭，有了自己的知行及招收直臣的資格。