还在武田正信身边的只有五百旗本武士和一千骑兵，岛胜猛直接带领一千骑兵出击，横在小幡信贞面前。
天文22年（1553年）宪重带着儿子前往信浓国盐田城谒见武田晴信仕官，不久儿子元服，领受“信”字称“信真”。
信贞和父亲一同仕于信玄，从上野攻略战开始，参加了三増峠之战、三方原之战等主要合战并立下战功。
另外信贞的小幡氏和小畠虎盛（小幡）?昌盛?景宪等人的甲州小幡氏并非同源。（甲州小幡氏是接受武田信玄的命令改姓“小幡”的）。
有1575年长篠之战中父亲战死以后继承家督的说法。‘甲阳军鉴’有“取代已经不可相信的木曾义昌（因为在武田织田国境线上）让小幡进入木曾如何”的记载，虽然‘甲阳军鉴’的可信性较低，但信贞当时应该已经享受准谱代的待遇了。
天正10年（1582年）武田氏被织田信长灭亡，接受家老?森平策之进的建议降伏信长军，作为与力被配属于泷川一益。
然而同年信长在本能寺之变中横死，接到消息的北条氏直在神流川之战中击败泷川一益，将织田势力驱逐出上野国，信贞投降氏直成为北条氏的家臣。因为没有儿子，1585年把家督之位让给养嗣子信定（弟弟信高之子）隐居。
1590年小田原征伐时在小田原城笼城。北条氏战败以后，依靠有深厚交情的真田氏说情没有被追究，就这样在隐居中度过余生。
1592年去世，享年52。（小幡家和真田家的交情可以追溯到真田幸隆的流浪时代，后来又共同仕于武田氏。真田昌幸在武田胜赖时代曾是上野方面攻略的负责人。）
一说信贞的父亲宪重在大永年间去世，父子二人的事迹多有混淆。也是率领赤备部队的猛将，信长公记中记载长篠合战时曾称小幡势为“马上巧者”。
武田氏24将之一。也有说法说在长筱之战中就已经战死，也有说战死者其实是信贞的弟弟。
听说信玄在灭亡长野氏之后，要求信贞与出身长野家的妻子离婚，另跟武田的谱代家臣联姻。
信贞一方面对信玄的恩典表示感谢，另一方面说明因为妻子娘家灭亡已经无家可归，坚决不离婚，就算受到惩罚也在所不惜。
信玄被信贞的言辞所感动，不仅没有惩罚他，更任命他为下一次战斗的先锋。最后更让侄子武田信丰娶了信贞的女儿。
小幡信贞看到来敌，竟然带着武田菱，仔细一看，喝道：“你是北陆武田何人？！”
岛胜猛回道：“我乃北陆守护麾下侍大将岛胜猛！来将通名！”
小幡信贞回道：“我乃甲斐武田家小幡信贞，武田正信背盟，拿命来！”
岛胜猛怒吼一声，率领玄甲备与小幡贞信率领的五百赤备拼杀在一起。
武田正信和织田信长只看到下方杀声震天，每分每秒都是骑兵战死。
织田信长惊叹道：“赤备之精锐，竟然恐怖如斯！”
武田正信翻了个白眼：“废话，还好我的骑兵和赤备打过，不然我早就跑了。”
“撑得住吗？”织田信长问道。旁边的家臣近侍都看武田正信，只要他说撑不住，他们准备拉着织田信长走远些了。
武田正信点点头：“要是这赤备有一千人，我不敢肯定，这才五百人，肯定挡得住……”
“驾！织田信长的人头由我田山正文来讨取！”武田正信话没说完，一名赤备的小队长带着十多名骑兵杀来本阵。
织田信长惊道：“这就是你的自信满满？！”
武田正信脸一红，他没想到这十多个人就敢冲阵，连忙说道：“旗本武士，上！”
三个小队，一队十人，三十个旗本武士立马出阵，冲向赤备。
旗本武士小碎步奔跑，双方顷刻间接近十五步，那一瞬间，三十名旗本武士投掷出手中朱枪，十多名赤备骑兵纷纷中枪。
一阵人仰马翻之后，只有田山正文和两名赤备骑兵完好无损的站了起来。
随后三人大吼一声，冲入旗本武士阵中，交战数个回合，杀死两名旗本武士后，被乱刀砍死。
织田信长偏头看了一眼武田正信：“你的旗本武士还会投掷长枪？！”
武田正信嘴角一挑：“哼哼，这可是飞驒山民的绝技，哈哈哈！”
同一时刻，已经身负六处伤的山县昌景对德川家康本阵发动第13次突击。
山县昌景一马当先杀入德川家康本阵。此时此刻，战国最强的本多平八郎忠胜英雄般地现世了，他看到英勇无敌，四处叫阵的山县昌景，不敢上前应战。
本多忠胜立于铁炮队阵前，指着身穿白糸威具足，头戴金大锹形兜的武将大喝一声：“那人便是武田家山县昌景！”话音刚落，近百挺铁炮一齐瞄准那武士射击。山县昌景当下被打得血肉横飞，终年四十六岁。
这一事件无疑是整个战役的转折点，当德川军大将大久保忠世将山县昌景的人头高高举起，高叫：“敌将山县三郎兵卫，讨取！”的时候。
武田军一下子失去了理智：土屋昌次、原昌胤等将根本不顾大局，带领军队脱离战线，猛冲大久保忠世，想夺回山县昌景的尸体。
然而三人先后被联军铁炮击中，当场毙命。本来应该配合小幡信贞的武田信丰队听说山县昌景战死之后立即战意全无，带兵撤出了战斗。
作为马场信房队与力的穴山信君也跟着以伤亡过半为由私自撤出了战场。
午后二时，孤立无援的小幡信贞队眼见杀死织田信长无望，便突出重围开始后退。其父小幡宪重在撤退时不幸中弹身亡（《信长公记》误将此人记为小幡信贞）
织田信长趁势命令母衣众发动反击。织田军一万生力军如怒涛般冲向早已精疲力竭的武田军，武田胜赖、武田信廉等武田亲族众大惊，舍弃前线军队狼狈地向凤来寺方向逃窜。
见武田军本队动摇，德川家康军也发起反击。联军全线反击的时刻开始了。
午后三时。由于联军反攻以及本阵的撤离太过突然，武田军士气一下子崩溃了。
此时此刻，五十二岁的内藤昌丰早已被淹没在联军的洪流之中。望月远江守信雅、真田信纲兄弟等也一样死的糊里糊涂。
放眼望去，整个战场依旧奋力作战的武田军，只剩马场信房以及他身边的二十到三十名部下了。然而就是这么一些人，却成功地挡住了织田信长大军整整半个时辰。最终，马场信房在猿之桥边被杀，终年六十二岁。
德川方本多忠胜队紧追武田胜赖不放。武田胜赖身边只剩十骑亲随。武田家信玄时代的老臣笠井肥后守留自告奋勇殿后。
他孤身一人抵挡本多忠胜队八百人，直到眼看着武田胜赖一行人远离之后，才从容赴死（这个人不太出名，所以有可能很多人把他忽略，而将其事迹与马场信房的混在一起）。
午后四时，武田胜赖与土屋惣藏昌恒、初鹿野伝右卫门、小山田兄弟一行等七人安全到达武节城。稍事休整之后经由信浓返回甲斐。前后安全回到甲斐的武田军将士不足三千人。
傍晚，联军停止追击。开始重新集合部队检视首级。关于战果：《武德编年集成》记载：织田、德川联军斩取武田方首级“一万二千余级”。
首级检验，此战中武田军战死的有名武将：川洼信实、下曾根源六、同源七（政秋）、同弥右卫门尉（政基）、油川宫内、原昌胤、同左马之丞、岩手左马助、山县昌景、土屋昌次、高坂源五郎（昌澄）、同又八（助宣）、甘利藤藏、高森惠光寺、真田信纲、真田昌辉、根津甚平、浪合备前（胤成）、内藤昌丰、小山田五郎兵卫、马场美浓守（信春）、仁科、冈边、竹云、奥津、和气善兵卫等。
入夜，信长、信忠父子，武田正信以及德川家康进入长篠城，依次召见立战功的各武将。
二十二日织田信长军启程回国。二十五日织田信长凯旋回到岐阜城。
五月二十四日到五月末：武田胜赖至书与武田家各城城主，言此战之败不足于虑。
天正三年六月一日，武田胜赖至书武田信友等人，言此战之败不足于虑。二日德川家康攻占武田远江二俣城。
长筱合战是日本历史上火枪第一次在一场战役起决定性作用，同时也是世界历史上第一次大规模使用枪支。这场战役后织田信长的声势大为兴起。
武田信玄毕生以顽强敢战的家臣团自傲，他曾经说过，坚城并不可恃，人才才是最重要的——人是城，人是垣。人是护城河。经过长筱合战，武田氏无数名将战死沙场，信玄亲手组建的家臣团濒临崩溃边缘，存者无不离心背德，甲斐武田氏就此日薄西山，逐渐走向灭亡。