1572年的木崎原合戰則是島津義弘的成名之戰。此戰中島津義弘以不到五百的兵力沉着應戰，伊東義佑大軍無功而返，義弘繼而趁其撤退發動突襲大破伊東軍。從此伊東家失去了與島津家抗衡的能力，爲島津家掃除了統一九州的一個絆腳石。 元龜二年(1571)六月，島津貴久歿、國內不穩，大隅肝付氏便又開始蠢蠢欲動，伊東義祐也發函密約肥後相良義陽夾擊飯野城。元龜三年(1572)五月初，以伊東祐安爲總大將，伊東家一門衆武將伊東新次郎祐信、伊東又次郎及老臣落合源左衛門等率領的三千名伊東軍從三山城出發直撲飯野城。這支部隊的總兵力雖不算多，但多是由日向各地選拔的血氣方剛的年輕武士，是名副其實的“精兵”。而防守方僅是義弘的飯野城三百守軍，以及廣瀨夫人(義弘之妻)和川上忠智所在加久藤城的五十餘名足輕。
五月三日夜，伊東軍兵分兩路，主力駐紮於飯野城南木崎原附近的桶平，伊東新次郎祐信、伊東又次郎則率領另一路經白鳥山麓直趨加久藤城，準備一舉拿下這座兵微將寡的小小支城。
但是，戰事的進展卻遠不如想象中那樣順利。由於道路狹窄崎嶇，加上夜色昏暗，攻擊者居然把附近修行僧人樺山常陸坊淨慶的宅邸的石垣搞當成通向城堡本丸的小道，糊里糊塗的發動了攻擊，結果招致僧侶們的鉄炮還擊。(《小林地元郷土史》)
加久藤城的守衛者雖然只有五十餘人，卻表現得極爲頑強，猛將川上忠智不僅用鉄炮居高臨下轟擊敵人，還親率敢死隊利用夜色和地形的掩護突擊伊東軍側翼，加之義弘派遣的遠矢下總守率六十人來援，激戰一夜，伊東軍不但沒有分毫進展，大將宗右衛門反而中鉄炮身死。天明後，身心疲憊的攻城部隊退至飯野城南的池島川岸邊休整，同時等待與肥後相良氏的援兵匯合。
伊東軍的一舉一動，都沒有逃過義弘精心佈下的情報網的偵查。從伊東軍到達飯野，義弘就在積極地調兵遣將。
除去增援加久藤的遠矢下總守，義弘還命富永萬左右衛門在飯野城北面的山林中遍插旗幟，前來挾擊島津的七百相良軍看到旗幟，懾於義弘的威名，居然不戰而走，溜回了肥後。
此外，五代右京亮率領的四十人已埋伏在伊東軍背後的白鳥山麓野間門，大口的新納忠元援軍也正在緊急趕來。而義弘自己，除留下有川雅樂貞真帶領五十人留守飯野城外，已親率主力一百三十人趕往木崎原。
此時由於天氣暑熱，不少伊東軍將兵都脫下盔甲，開始準備早飯，甚至還有跳到池島川裏洗澡的。見此情景，義弘令心腹大將鐮田政年帶八十人迂迴伊東本陣的側後，自己則親率五十精騎從正面向毫無防備的三千伊東大軍發起了突擊!
驟然遇襲令伊東軍勢頓時一片大亂，許多士兵不及披甲執械便被砍倒，義弘的小部隊左衝右殺，如入無人之境。但隨着時間的推移，伊東軍的人數優勢逐漸顯露了出來。伊東又次郎、落合源左衛門重新整隊，開始夾擊義弘，義弘的小部隊且戰且走，向川內川對面的三角田撤退。但由於切入敵軍核心太深，一時竟不得脫身。
此時，島津隊中六名武士相互顧言：“我六人死守此地，便能令本隊有時間重整軍勢。”六人挺立原地奮力死戰，不久即全部討死。
忽然之間鉄炮大作，伊東總大將加賀守祐安一頭栽下馬來。迂迴的鐮田隊，埋伏的五代隊紛紛從側後殺來，遭到幾面同時夾擊的伊東軍不知敵人有多少，總大將又突然陣亡，登時陷入了不可抑止的大混亂中。這，就是島津家日後揚名日本的戰術——釣之野伏!眼看敗局難挽，殺紅眼的伊東新次郎祐信不退反進，一馬衝至義弘身邊，舉槍就刺，關鍵時刻，義弘的坐騎卻恰巧跌倒，令對方一槍刺空，義弘趁機挺槍反刺，洞穿祐信的胸膛，左右旋即割取其首級。接着，頭戴日之丸前立筋兜的伊東家知名勇將長峯彌四郎又狂掄太刀劈來，義弘從者見主人遇險，急以木楯掩護，竟然被連楯帶盔一起劈開!島津側近武士蜂擁而上，彌次郎亦因衆寡不敵而終被討殺。
此後，加久藤的川上、遠矢隊，大口的新納忠元隊先後趕來投入戰鬥，伊東軍兵敗如山倒，號稱“日州第一槍突”的猛將柚木丹後守和家中另一勇士比田木玄齋奮力斷後，雙雙壯烈戰死。此戰東軍戰死者高達七百人以上，其中大將五人，各外城的奉行、地頭竟有二百五十餘人，伊東的骨幹戰力遭到空前大損，從此一蹶不振。
而獲勝的島津方亦有二百五十七人陣亡，在《惟新公御自記》中，義弘也感嘆說此戰實乃前所未有之惡戰。
木崎原合戰，島津義弘以寡凌衆，擊敗十倍於己的大軍，此戰作爲以少勝多的經典戰役，被與織田信長的桶狹間之戰相提並論，被稱爲“九州的桶狹間”。島津義弘亦因此戰而名震九州，跨入了戰國名將的行列。
