谦信分派好撤兵事宜，单人匹马闯入武田本阵，所向披靡，直到信玄面前。当时，信玄正端坐阵后，手持军配（军扇）指挥战事，眼见谦信催马挥刀而来，急忙用军配格挡。第一刀，被军配格住；第二刀，正中肩头，幸好不是重伤；第三刀，武田氏护卫蜂拥赶来，扶走了信玄，挡住谦信。三刀砍罢，谦信仰天大笑，驳马离开了战场。
不过细考整个战役的过程，颇有很多不可思议之处，比如说，武田军为何将三分之二的兵力作为奇袭别动队，而置本阵于悬危？还有一种说法，即根本就没有“啄木鸟战术”一说，是武田信玄亲率八千兵马进攻驻扎在善光寺坪附近保障退路的三千上杉军，上杉谦信看破了武田军的动向，遂率主力夜下妻女山，在八幡原赶上信玄并与之交战。等到武田主力闻讯前来增援，上杉谦信恐怕难敌数量庞大的生力敌军，这才转身退走。
对于这场大战的胜负，后世学者众说纷纭。有的认为武田军损失大于上杉军，上杉胜；有的认为，上杉军最早被迫撤退，脱离战场，武田胜；还有的和稀泥，说午前上杉胜，午后武田胜——是为第四次川中岛合战，也是最惨烈的一场大战。
此后的永禄七年（1564年），又发生了第五次也是最后一次川中岛合战，依旧是不胜不负的局面。三年后（1567年），武田信玄统率甲相联军进攻上野，包围箕轮城。箕轮守将是旧管领上杉宪政的重臣长野业正之子业盛，业盛勇猛可比乃父，智谋却差得太远，最终箕轮失陷，长野一族灭亡，上杉谦信失去了半个上野国。
对应信玄的策略，三年后（1570），上杉谦信击灭椎名康胤，又三年（1573年）完全吞并了越中。
关于骑和骑马军团
在日本古史料记载中，经常可以看到数千骑、上万骑的说法，比如上杉谦信夜下妻女山，就有所谓的“飞越千曲八千骑”的记载。然而事实上，这八千之数指的乃是步骑混编的军队，并不是真的有八千骑兵。
日本古代战马很少，这也就是相当长时间内只有上位武士才能骑马，下级武士和杂兵都只能徒步的原因之一。越后、甲斐，都号称是著名的战马产地，因此上杉和武田的骑马军团闻名天下，然而据资料记载，当时越后的骑兵不过一千三百而已，甲、信的数量应该大致与此相等。
据说武田信玄麾下有著名的骑马军团“赤备”，由饭富虎昌和信玄长子义信统带，虎昌和义信谋反被杀后，这支部队交给了虎昌的兄弟饭富三郎兵卫（山县昌景）。然而这很可能只是一个传说而已，首先当时很多将领的部队为了便于查认和指挥，更为了震慑敌胆，统一铠甲颜色，比如后北条家就有所谓的“五色备”，织田信长麾下也有“赤母衣众”和“黑母衣众”，饭富兄弟所部统一把甲胄漆成红色，并非独特之举。
当然，具体到了战场上，因应形势的需要，各将麾下的骑兵有可能单独挑选出来统一执行某种任务。比如越后骑兵所以威震天下，就因为上杉谦信善于将骑兵统合起来，集结成数十支骑兵小队，互相配合以冲击和削弱敌军。
总体而论，战国时代的战争规模扩大，步兵集群的运用是第一位的，骑马武士的作用大为下降，而真正意义上的骑兵部队，则几乎根本就不存在。