得知消息的织田家也不含糊，立刻开展行动。森可成主张立刻北上抢攻堂洞城，在长井道利率领的主力和岸信周、多治见修理会和之前抢先击破二人，从而避免对方合流。虽然雨秋平觉得太过冒险，但是丹羽长秀还是采纳了这一建议，让森可成和泷川一益立刻北上，雨秋平和丹羽长秀作为第二阵紧随其后。

6月19日，森可成和泷川一益抵达堂洞城，随机发起猛攻。岸信周和多治见修理当时正把辅兵四处派出，到附近的森林砍伐木材打造攻城器械，准备等待长井道利大军到达后，就反攻加治田城。他们哪里想得到先到来的不是斋藤家援军，而是织田家的大军。正在城外的辅兵来不及回撤，只得在森林中四散逃亡。城内守城兵力不足，无法抵挡森可成和泷川一益的攻击。由于天气干燥炎热，泷川一益决定让弓箭手把点燃的松明绑在箭上，射入城中发动火攻。堂洞城的二之丸随机陷入熊熊大火中，场面一片混乱。森可成顺势突破城门，占领了二之丸。丹羽长秀率领的主力随后抵达，突入本丸，在入夜后拿下城池，岸信周夫妻战败自杀，多治见修理再次狼狈逃窜。而原本正在赶来堂洞城路上的长井道利意识到堂洞城遭遇攻击后，匆忙加快速度想要赶来救援，却被雨秋平的常磐备挡在了城西。在常磐备的防御下，长井道利的1000战兵难以突破，没能及时赶到堂洞城。入夜后，意识到堂洞城已经陷落，长井道利无奈之下，只得率领部队打着火把连夜撤退。

得知堂洞城居然也陷落了之后，斋藤龙兴和西美浓豪族组成的重臣联席会议都是大惊失色。双方匆忙合兵一处，率领10000大军东进到关城和长井道利合流，总兵力达到13000人。随后，在7月2日，大军南下经过枢纽金山城反攻堂洞城。雨秋平认为眼下实力悬殊，而堂洞城经历了大火后城防还没有完全修缮，民心也不稳，应该立刻撤退。在他的坚持下，织田加偏师放弃了堂洞城，退向鹈沼城和加治田城的方向，同时向织田信长求援。

这一次战役前，双方都没有想到战局居然会发展到如此地步。一次好好的偏师袭扰，蚕食领地的作战，却因为进展太过顺利而导致斋藤家全师而来。

斋藤龙兴没有多做犹豫，似乎铁了心要收复全部失地。在7月3日，再次南下反攻加治田城。加治田城城主佐藤忠能奋力抵抗，长子佐藤忠康在守城战中战死，才勉强守住了加治田城。

织田信长目光敏锐，对于战略的把握十分到位。在他与6月中旬察觉到斋藤家有集结大军的迹象时，就已经在尾张境内开始大规模召集部队了。收到丹羽长秀派来的求援使者后，他也立刻率领尾张境内集结的6000大军北上渡过木曾川，抵达了伊木山上的岩砦处。

然而，织田信长却没有被斋藤军牵着鼻子走，非但没有救援危在旦夕的加治田城，反而径直北上，向着斋藤家的来路，也是东美浓的重要战略枢纽金山城发动猛攻。而与此同时，他也下令丹羽长秀的偏师出兵袭扰，阻碍斋藤家大军回援。

斋藤龙兴得知后路有失，立刻下令全军撤退，结果却被丹羽长秀等人袭扰地狼狈不堪。雨秋平的铁炮队再次在袭扰战中大放异彩，通过神出鬼没的狙击和齐射严重干扰了斋藤家的撤退行动。而这一切的结果就是，当斋藤家与7月5日终于退回堂洞城时，金山城已经被织田信长攻陷。

织田信长并不满足，他立刻马不停蹄地向着连接稻叶山城和东美浓的关键要地关城发动进攻。此时的关城，也几乎空城一座。即使斋藤龙兴派出长井道利作为先头部队从堂洞城出发，急行军绕回关城，也是杯水车薪。长井道利的大军在关城城外被柴田胜家击溃，远山家、远藤家等东美浓豪族纷纷率军撤回本领，关城也随之沦陷。匆忙赶来的斋藤龙兴没能赶上救援关城，只得狼狈不堪地退回堂洞城。

而由于关城落入了织田家的手里，斋藤龙兴和西美浓豪族返回稻叶山城和西美浓的道路也被切断，10000大军被困在了东美浓。织田家分兵驻守关城、金山城、加治田城和鹈沼城，牢牢地锁死了斋藤军的退路。

织田家虽然兵力分散，但是都有城池作为依托，彼此间互相成掎角之势相互救援，斋藤军也拿他们毫无办法。而斋藤家大军云集堂洞城，西美浓剩下的部队也在留守的氏家直元的带领下进驻到了加纳城，威胁着织田家的侧后，让织田家也不敢妄动。局面也因此僵持下来，谁也无法取得进展。

然而，随着时间一天一天地过去，秋收也迫在眉睫。西美浓和尾张的军队都急着赶回去秋收，不愿意在这里对峙，于是彼此都有了议和的念头。由于织田军军中常备兵较多，对秋收的影响相对斋藤家要少一些；而织田家又在这一仗里占据了优势，因而织田信长也就格外有底气。双方经历了历时五天的谈判，终于达成了协议——织田家放斋藤家离开，但是斋藤家必须退出堂洞城。

7月16日，斋藤家在织田家的监视下，灰溜溜地离开了东美浓，赶回西美浓去秋收。而这一战，也以织田家的大获全胜而告终。本来只是想派出一支偏师，蚕食一些美浓土地的织田家，获得的战果是他们出兵时想都不敢想的。不仅占领了东美浓可儿郡、加茂郡和中美浓武儀郡中将近7万石的领地，还夺下了连接中美浓和东美浓的重要城池关城以及东美浓枢纽金山城，几乎切断了稻叶山城和东美浓加茂郡、土岐郡和惠那郡的联系。这也是尾张被美浓压制了几十年来，第一次取得如此酣畅淋漓的大胜。

织田信长兴奋之余，狠狠地褒奖了这次的有功之臣。森可成终于能够重返美浓家乡，被织田信长任命为金山城城主，成为织田家在美浓占领区的总负责。丹羽长秀成为尾张大郡丹羽郡的郡代，领地也有大量加封。而木下秀吉也被提拔到了部将，受到了织田信长的高度赞扬。其他的有功之臣，比如雨秋平、泷川一益、前田利家和池田恒兴等人，也都有不同程度的封赏。