初戰告捷
大永元年(1521年)十一月三日，武田晴信(武田信玄原名)在其父武田信虎(たけだ のぶとら)迎擊今川軍的飯田河原合戰中出生於甲斐要害山城積翠寺，當時武田軍正要與福島軍決戰。爲求勝利，或說取名勝千代。母親爲甲斐豪強將領大井信達之女(大井夫人)。父親武田信虎是甲斐守護，也是個善戰的人，平定了甲斐的戰亂，統一了甲斐國(かいのくに)。天文五年(1536年)，武田晴信元服，受當時的將軍足利義晴賜予“晴”字起名爲晴信。一般所稱的“信玄”是後來法號“德榮軒信玄”的簡稱。
天文五年(1536年)十一月二十一日，武田信虎率領衆譜代家臣，合計兵力8000餘人殺奔信濃的門戶——信濃大井一族的平賀源心率3000人鎮守的海野口城，幾經波折卻依舊不能攻下頑強抵抗的，一個月後時至凌冬武田信虎率軍自海野口返回甲斐，武田晴信與其相隨的僅三百零四人。結果武田晴信卻帶着其相隨的僅三百零四人趁夜奇謀逆襲海野口城，最終攻破城池，俘虜守城方總大將平賀源心。雖然武田晴信完成以一敵十的驚人攻略，可惜其父武田信虎卻對此反應冷漠，似乎預示着父與子的決裂。
成爲家督
天文二年(1533年)，武田晴信與上杉朝興的女兒政治結婚，不久後妻子病死。天文五年(1536年)七月，由今川義元(いまがわ よしもと)牽線說媒迎娶了左大臣三條公賴之女爲正室(三條夫人)。信虎作爲水災頻發的甲斐的領主，脾氣暴躁，濫殺無辜，並沒有在內政上狠下功夫，而是將所有精力放在鄰國信濃的攻略上。連年的糧食失收與征伐所帶來的嚴重階級性激化引起家臣百姓不滿。而且武田信虎認爲身爲嫡長子的武田晴信不中用，一說是畏懼兒子武田晴信的才能將有一日取代之，想立武田信繁爲繼承人。前七年武田信虎想以到駿河學習爲名流放武田晴信，幸虧三條夫人產下兒子武田義信，才度過危機。
爲了確保自身的安全，武田晴信在家臣支持下，依靠飯富虎昌和老師板垣信方的幫助於天文十年(1541年)六月把父親武田信虎流放到駿河國，交給今川義元看管，奪取了家督的職位權力，當武田晴信成爲大名時，受到當地的人民熱烈歡迎，從此開始了其傳奇般的後半生。
保衛甲斐
天文十年(1541年)六月，武田晴信放逐了父親信虎，這個消息馬上便傳到了信濃國。諏訪賴重和小笠原長時立馬找到了機會，決定趁武田家多事之際乘火打劫，於是當月兩家便聚起一萬人的兵力，急行軍殺入甲斐國內，武田晴信冷靜部署，6000人的武田軍有條不紊的於鹽川河原設陣完畢，與以諏訪部爲先鋒的聯軍展開了韭崎會戰，武田軍上下一心，經過激烈的戰鬥，斬獲對方2700顆首級，聯合軍倉皇退回信濃。
天文十一年(1542年)春，北信濃的村上義清也開始蠢蠢欲動，而在韭崎戰敗的諏訪賴重與小笠原長時對於因武田晴信的奇計而招致的失敗頗不甘心，這三家再拉上築摩郡的豪族木曾義在，號稱“信濃四大將”的四家組成了一支爲數1800人的聯軍，浩浩蕩蕩的殺入甲斐國內。武田晴信擺出積糧築壘的防禦架勢迷惑敵人細作，卻於三月八日，率領武田軍8000人急行軍九日上午到達了瀨澤的佬表原，信濃聯軍立馬草草做過一番準備，便於武田軍開戰，經過往復慘烈拉鋸戰，最終信濃聯軍敗退，武田軍斬獲敵軍1621個首級，其中包括知名敵將黨野原車之介和津山監物。瀨澤的急襲戰，雖然經歷了一番兇險，但最終還是以武田晴信的勝利告終。
信濃四大將聯軍的優勢兵力，最終仍被武田晴信擊潰，少年老成的武田晴信，帶領着甲斐度過最風雨飄搖的時期，開始了信濃的大攻略。
諏訪攻略
武田晴信繼承武田家後，制定一系列甲州法度，穩定國內秩序，加強生產，開發金山，國力日見強盛。同時他積極致力於展開信濃攻略，當時信濃主要有小笠原、諏訪、木曾和村上四大勢力。天文十一年(1542年)，武田信玄以對流放武田信虎不滿爲名討伐妹夫諏訪賴重。由於諏訪下社的高遠賴繼叛變，諏訪軍節節敗退，七月，諏訪賴重敗降，不久自殺。九月，高遠賴繼不滿未得到代表諏訪家總領的神社大祝一職，攻入上社。武田信玄大怒，以諏訪氏遺子也是妹妹(武田禰禰)的兒子六個月大的寅王丸爲總領，出兵諏訪。
九月二十五日的安國寺合戰，高遠賴繼敗走。接着，武田信玄奇襲長窪城，活捉大井貞隆，並逼降了箕輪福城的藤澤賴親，掃平諏訪西方衆藩。至此武田信玄已控制信濃國一大半地方。武田信玄任命板垣信方及其推薦的駿河人山本勘助治理諏訪，並娶賴重的女兒諏訪御料人爲側室。並且確定了武田家的守護神爲“諏訪大明神”。
天文十四年(1545年)，北條氏康進攻駿河東部，武田信玄向今川派出援軍的同時，積極策劃今川、北條間的和平工作，終於在三國間締結了和約。次年，解除了後顧之憂的信玄大舉進兵信濃。
兵敗上田原
武田信玄的侵攻引起信濃豪族的不滿。天文十五年(1546年)，佐久內山城大井貞隆之子大井貞清叛亂，武田信玄平叛進入北信濃，引發了與北信濃當地豪族猛將村上義清的矛盾，武田軍平定諏訪地區早就刺激了村上義清，村上軍開始沿着千曲川侵入武田領地。
天文十七年(1548年)二月，武田信玄不顧周圍的反對意見，在大雪中出兵信濃，意在攻取村上義清的根據地阪城地方。然而，十四日的上田原之戰，可能是武田信玄一生中最大的敗陣經歷。雪中行軍而來的疲憊之師，被奮戰的村上義清軍急襲，伏兵殺得武田軍丟盔棄甲，武田信玄大敗。武田信玄早期的輔弼重臣，號稱“二職”的板垣信方、甘利虎泰雙雙戰死;武田信玄本人也受傷，武田軍迴歸甲斐。信濃守護小笠原長時趁機攻入諏訪，諏訪西方衆紛紛反叛，武田信玄陷於不利。
七月，小笠原長時在鹽尻峽佈陣(史稱鹽尻峠之戰)，武田軍從甲府出發，十九日發起攻擊。在淡路守多田滿賴等的奮戰下，小笠原長時敗走，後方的信濃小豪族再次歸順武田氏。小笠原軍被截斷歸路，潰不成軍。多田率武田軍隨後追擊，佔領桐原城。另一方面駐守內山城的小山田信有攻擊倒向村上義清的佐久國人衆，武田信玄親自出馬，佔領前山城，建立了進軍的據點。朝着制霸整個信濃國而大步前進着。
信濃初定
天文十九年(1550年)七月，在大町豪族仁科道外指引下，武田軍分路攻入信濃。武田信玄攻佔深志城(後來的松本城)定爲信州主城，以馬場信房爲守備。另一方面因硬攻難以奏效，武田信玄召原信濃豪族海野棟綱子真田幸隆爲家臣，展開了對村上義清控制下信濃豪族的拉攏勸誘工作，真田在北信濃奔走，徐徐但有效地動搖了村上義清的根基，瓦解了村上勢力。九月，武田信玄趁村上義清與高梨政賴交戰，攻擊戶石城，村上義清家臣多人反正。但戶石城地形複雜，攻城失敗。村上義清迅速與高梨政賴和解回軍救援，村上義清與小笠原長時兩面夾擊再度擊退了武田軍的進攻，武田軍後撤，橫田高鬆等戰死。(史稱戶石崩)
天文二十年(1551年)五月，村上義清出兵救援小笠原被保科仁信隊所阻止。真田幸隆趁機攻取戶石城，同時武田軍攻破平瀨城，小笠原勢力濱臨崩潰。天文二十一年(1552年)正月，高遠賴繼反叛失敗自殺，五月小笠原長時離開信濃，到處流浪，無力復國。
至天文二十二年(1553年)，武田信玄修建攻略信濃的軍用道路，克服地形不利，武田軍三路進擊征伐村上義清，北條氏康也傳令關東北條勢支援，村上義清已難以抵禦武田信玄的攻勢，北信諸城陸續落城或反正。村上義清與小笠原長時一起逃往越後投靠長尾景虎(上杉謙信)，由此引出了武田信玄與其終生強敵的精彩較量。至此“甲斐之虎”幾乎已經稱霸了整個信濃地區。
三國會盟
天文十九年(1550年)六月，嫁給今川義元的武田信玄的姐姐(定惠院)病逝。在此同時，武田信玄調解駿河今川，相模北條間矛盾。
天文二十三年(1554年)，在太原雪齋斡旋下的三家互相建立姻親關係，於善德寺三國會盟。(長男武田義信迎娶了義元的女兒，信玄的女兒則嫁給北條氏政，還有北條氏康的女兒嫁給今川氏真)。日本東部三大強國之間的同盟正式締結了。三國同盟正式成立。從此北條可以全身心的致力於先祖早雲三島瑞夢的實現。今川則力圖打通東海道，西上京都取代足利氏爲將軍。而武田也終於保障了側背，信玄得以專心平定信濃。全力向西、向北，攫取富饒的大米產地。
兩雄對決
由於村上義清、高梨政賴請求越後的長尾景虎(即日後的上杉謙信)支援，奪回領地，天文二十二年(1553年)，長尾軍在八幡與武田軍交戰。從此兩軍在北信濃川中島地區進行了五次會戰(1553年、1555年、1557年、1561年、1564)，期間，長尾景虎繼承了關東管領“上杉”姓氏，並於永祿四年(1561年)先後得到關東管領上杉憲政和室町幕府將軍足利義輝的賜名，故又依次改名爲上杉政虎、上杉輝虎，最終出家改名爲上杉謙信。武田信玄和上杉謙信的五次川中島大會戰(史稱川中島合戰)，被認爲是日本戰國時期最慘烈的會戰，由於雙方勢均力敵且都精通戰法，總體上並沒有決定性的戰果，上杉氏保存了越後的據點，武田信玄也平定了信濃地區。
相對應的武田信玄被稱爲“甲斐之虎”，上杉謙信則被稱爲“越後之龍”。五次川中島合戰中最激烈和悲壯的戰爭在永祿四年(1561年)爆發。說到川中島合戰中，很多人想起信玄與謙信的對決那一幅繪畫，但實際上，第四回川中島合戰是五次大會戰中最激烈，悲壯的一次，且兩位在戰略和行軍調配上，都是平分秋色。
永祿四年(1561年)六月下旬，上杉謙信從關東退兵歸來，與此同時，陸奧會津的蘆名盛氏和出羽的大寶寺義增的援軍來到越後。在同年八月十六日，上杉謙信命長尾政景爲春日山城的留守大將，而上杉謙信親率一萬三千大軍向信濃進攻。而另一方面，武田信玄得悉上杉謙信的攻擊信濃消息後，率領一萬八千大軍援助海津城的防備，向北信濃進發。同年九月十日，兩軍在川中島爆發激戰，上杉謙信佔領妻女山爲本陣，與武田軍的海津城對峙。在九月十日早上，上杉謙信率兵渡過千曲川向八幡原與武田軍對決。初時，武田軍陷入苦戰，但是得到武田奇襲隊的支援，在側翼夾擊上杉軍，使上杉軍陷入劣勢，傷亡慘重，最後往善光寺撤退。此戰過後，武田軍的大將武田信繁、山本勘助、諸角虎定、初鹿野源五郎、油川信連和三枝守直等有名武將皆戰死，使武田軍元氣大傷。上杉謙信在九月十三日，在軍中論功行賞，並感謝諸將在是次戰役上的奮戰，雖然上杉方的親族在戰爭中皆戰死，但亦殺退了武田軍數千士兵而尤感大勝，在此一生也忘不了有功之將的名譽與忠節，並且賞賜金錢予有功之將。
而武田信玄在十月十一日，在土屋豐前守的感謝下，得到謙信的部份勢力範圍，武田信玄領有水內郡和田城和長池城的二百多貫的土地，而整合了戰爭中的利益，武田信玄是實質的勝利者。弘治元年逼降信濃木曾谷的木曾義昌，並將女兒許配給他。又陸續讓兒子部將繼承信濃各豪族的家督，進一步控制信濃各地。
武田家變
永祿三年(1560年)桶狹間合戰後，今川義元戰死，繼承者今川氏真懦弱無能。第二年的第四次川中島之戰，武田氏又損失慘重，武田信玄逐漸改變戰略。嫡男武田義信由於與武田信玄存有許多矛盾(如反對進攻內憂外患的今川氏)，並在第四次川中島之戰中犯下大錯，家中地位不穩。
永祿七年(1564年)，武田信玄派遣山縣昌景聯合北飛彈豪族江馬氏打敗三木氏攻下飛驒，並在隔年以江馬氏攻入越中，勸降鬆倉城主椎名氏，拿下越中新川郡地山城周遭，遂以江馬氏嫡子輝盛擔任城主。但是後來椎名氏不敵上杉謙信，江馬輝盛改投上杉家，使武田信玄的越中戰略失利。
永祿八年(1565年)正月，武田義信謀叛被發現，老師飯富虎昌爲保護武田義信而切腹，武田義信被幽閉在東光寺。十一月，武田信玄不顧家臣反對讓四男武田勝賴娶了織田信長養女遠山氏。兩年後武田氏近親家臣遞交對武田信玄的忠信文書，送回武田義信妻今川氏，與今川家決裂，武田義信自殺。同年遠山氏產子武田信勝後死去，織田信長爲保持姻親，爲長子織田信忠與武田信玄的女兒訂親。隨後，武田信玄破關東的上杉屬城箕輪城，佔據西上野。並以孫子武田信勝作爲自己的繼承人，四子武田勝賴(武田信勝之父)進行輔佐。
駿河侵攻
永祿十一年(1568年)二月，武田信玄與三河的德川家康密約平分今川領土，十二月擊退北條援軍，佔據駿府城，甲相駿三國同盟解體。永祿十二年(1569年)三月，德川與北條今川和解，武田信玄遭到德川氏和北條氏、上杉氏的夾擊。武田信玄從容應對，一面鼓動上杉家臣叛亂牽制上杉軍，一面採用軍事行動。十月於三增峽大敗北條氏政軍團(史稱三增峠之戰)，攻入伊豆相模，一度包圍小田原城，於三增峠大敗北條軍。北條氏康在三增峠下，聽聞兩個兒子以及北條綱成所述戰事經過之後，不由感嘆，言道：“此戰縱是我在此，戰局亦不會有所更改。能與不利形勢之下，反敗爲勝，信玄公真乃當世第一名將，我氏康不如之。”
元龜二年(1571年)駿河國全境壓制，至此武田信玄終於看到了日思夜想的大海以及得到爲了上洛而作準備的駿河水軍。並開始攻略遠江三河地區。與將軍足利義昭，越前國的朝倉義景，近江國的淺井長政，本願寺顯如等結成信長包圍網，進入與信長敵對狀態。十月北條氏康死，其子北條氏政改變戰略，甲相聯盟再度開起，牽制了上杉勢力。
舉兵上洛
在結束相模方面的憂患後，元龜三年(1572年)，織田信長轉戰各地攻擊反對勢力，雙方漸漸陷於精疲力竭的狀態，本願寺要求武田信玄打擊信長同盟德川家康的勢力。十月三日，應與織田信長敵對的將軍足利義昭之請，武田信玄從甲府:躑躅崎館領起兵三萬五千餘大軍上京，目標直指京都，討伐織田信長，獲取天皇冊封以號令天下。大軍以山縣昌景爲先鋒，出兵時武田信玄一度感到不適，爲抓住機會，大軍繼續進發。武田勝賴攻破遠江二俁城，山縣昌景也陸續攻略東三河諸城。別隊秋山信友攻破美濃巖村城。
元龜三年(1572年)十二月二十二日，武田軍主力與德川織田聯軍在三方原交戰(史稱三方原合戰)，雙方一度膠着，隨後織田的援軍部隊被武田騎兵隊突破，全軍總崩(據傳當時德川家康在逃命時嚇的拉了一褲子屎尿，在逃回濱鬆城後還叫畫師畫下自己落魄的樣子，這幅畫一直掛在家康的居室內，並保存至今)。德川家康雖逃得性命，已無力阻擋武田軍。第二年乘勝進軍陸續攻破三河諸城。
武田信玄方面雖然越前朝倉氏未按約出兵，但信長方面也沒得到上杉的援助，然而在即將展開與織田信長一決雌雄的大戰時，武田信玄肺癆病突然惡化(另一說法是胃癌)而不得不暫停上京計劃，武田軍被迫經信濃歸陣。
信玄之死
攻下野田城後，武田信玄病情惡化，於三河長筱城休養，行軍因而中止。經過一個月左右，武田信玄的病情沒有好轉。四月，武田軍決意返回甲斐。天正元年(1573年)四月十二日，武田信玄在信濃國駒場(今長野縣下伊那郡阿智村)病逝，享年53歲。御宿監物書狀提及死因肺結核、甲陽軍鑑指出死因是胃癌或食道癌。武田信玄的遺體在信濃國伊那駒場長嶽寺火化。戒名法性院機山信玄。武田信玄的墓地在信玄墓、大泉寺、惠林寺、諏訪湖長嶽寺、龍雲寺、高野山、福田寺、妙心寺等地。
得知武田信玄之死，上杉謙信痛哭三天，並說失去了一生的對手，決心終生不再與甲斐爲敵。武田信玄死後兩年，其子武田勝賴在長篠之戰中慘敗於德川、織田聯軍，武田家走向衰落。天正十年(1582年)，在織田和德川的進攻下，武田勝賴與兒子武田信勝在天目山自殺，真田昌幸獨立。
