還在武田正信身邊的只有五百旗本武士和一千騎兵，島勝猛直接帶領一千騎兵出擊，橫在小幡信貞面前。
天文22年（1553年）憲重帶着兒子前往信濃國鹽田城謁見武田晴信仕官，不久兒子元服，領受“信”字稱“信真”。
信貞和父親一同仕於信玄，從上野攻略戰開始，參加了三増峠之戰、三方原之戰等主要合戰並立下戰功。
另外信貞的小幡氏和小畠虎盛（小幡）?昌盛?景憲等人的甲州小幡氏並非同源。（甲州小幡氏是接受武田信玄的命令改姓“小幡”的）。
有1575年長篠之戰中父親戰死以後繼承家督的說法。‘甲陽軍鑑’有“取代已經不可相信的木曾義昌（因爲在武田織田國境線上）讓小幡進入木曾如何”的記載，雖然‘甲陽軍鑑’的可信性較低，但信貞當時應該已經享受準譜代的待遇了。
天正10年（1582年）武田氏被織田信長滅亡，接受家老?森平策之進的建議降伏信長軍，作爲與力被配屬於瀧川一益。
然而同年信長在本能寺之變中橫死，接到消息的北條氏直在神流川之戰中擊敗瀧川一益，將織田勢力驅逐出上野國，信貞投降氏直成爲北條氏的家臣。因爲沒有兒子，1585年把家督之位讓給養嗣子信定（弟弟信高之子）隱居。
1590年小田原征伐時在小田原城籠城。北條氏戰敗以後，依靠有深厚交情的真田氏說情沒有被追究，就這樣在隱居中度過餘生。
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時代，後來又共同仕於武田氏。真田昌幸在武田勝賴時代曾是上野方面攻略的負責人。）
一說信貞的父親憲重在大永年間去世，父子二人的事蹟多有混淆。也是率領赤備部隊的猛將，信長公記中記載長篠合戰時曾稱小幡勢爲“馬上巧者”。
武田氏24將之一。也有說法說在長筱之戰中就已經戰死，也有說戰死者其實是信貞的弟弟。
聽說信玄在滅亡長野氏之後，要求信貞與出身長野家的妻子離婚，另跟武田的譜代家臣聯姻。
信貞一方面對信玄的恩典表示感謝，另一方面說明因爲妻子孃家滅亡已經無家可歸，堅決不離婚，就算受到懲罰也在所不惜。
信玄被信貞的言辭所感動，不僅沒有懲罰他，更任命他爲下一次戰鬥的先鋒。最後更讓侄子武田信豐娶了信貞的女兒。
小幡信貞看到來敵，竟然帶着武田菱，仔細一看，喝道：“你是北陸武田何人？！”
島勝猛回道：“我乃北陸守護麾下侍大將島勝猛！來將通名！”
小幡信貞回道：“我乃甲斐武田家小幡信貞，武田正信背盟，拿命來！”
島勝猛怒吼一聲，率領玄甲備與小幡貞信率領的五百赤備拼殺在一起。
武田正信和織田信長只看到下方殺聲震天，每分每秒都是騎兵戰死。
織田信長驚歎道：“赤備之精銳，竟然恐怖如斯！”
武田正信翻了個白眼：“廢話，還好我的騎兵和赤備打過，不然我早就跑了。”
“撐得住嗎？”織田信長問道。旁邊的家臣近侍都看武田正信，只要他說撐不住，他們準備拉着織田信長走遠些了。
武田正信點點頭：“要是這赤備有一千人，我不敢肯定，這才五百人，肯定擋得住……”
“駕！織田信長的人頭由我田山正文來討取！”武田正信話沒說完，一名赤備的小隊長帶着十多名騎兵殺來本陣。
織田信長驚道：“這就是你的自信滿滿？！”
武田正信臉一紅，他沒想到這十多個人就敢衝陣，連忙說道：“旗本武士，上！”
三個小隊，一隊十人，三十個旗本武士立馬出陣，衝向赤備。
旗本武士小碎步奔跑，雙方頃刻間接近十五步，那一瞬間，三十名旗本武士投擲出手中朱槍，十多名赤備騎兵紛紛中槍。
一陣人仰馬翻之後，只有田山正文和兩名赤備騎兵完好無損的站了起來。
隨後三人大吼一聲，衝入旗本武士陣中，交戰數個回合，殺死兩名旗本武士後，被亂刀砍死。
織田信長偏頭看了一眼武田正信：“你的旗本武士還會投擲長槍？！”
武田正信嘴角一挑：“哼哼，這可是飛驒山民的絕技，哈哈哈！”
同一時刻，已經身負六處傷的山縣昌景對德川家康本陣發動第13次突擊。
山縣昌景一馬當先殺入德川家康本陣。此時此刻，戰國最強的本多平八郎忠勝英雄般地現世了，他看到英勇無敵，四處叫陣的山縣昌景，不敢上前應戰。
本多忠勝立於鐵炮隊陣前，指着身穿白糸威具足，頭戴金大鍬形兜的武將大喝一聲：“那人便是武田家山縣昌景！”話音剛落，近百挺鐵炮一齊瞄準那武士射擊。山縣昌景當下被打得血肉橫飛，終年四十六歲。
這一事件無疑是整個戰役的轉折點，當德川軍大將大久保忠世將山縣昌景的人頭高高舉起，高叫：“敵將山縣三郎兵衛，討取！”的時候。
武田軍一下子失去了理智：土屋昌次、原昌胤等將根本不顧大局，帶領軍隊脫離戰線，猛衝大久保忠世，想奪回山縣昌景的屍體。
然而三人先後被聯軍鐵炮擊中，當場斃命。本來應該配合小幡信貞的武田信豐隊聽說山縣昌景戰死之後立即戰意全無，帶兵撤出了戰鬥。
作爲馬場信房隊與力的穴山信君也跟着以傷亡過半爲由私自撤出了戰場。
午後二時，孤立無援的小幡信貞隊眼見殺死織田信長無望，便突出重圍開始後退。其父小幡憲重在撤退時不幸中彈身亡（《信長公記》誤將此人記爲小幡信貞）
織田信長趁勢命令母衣衆發動反擊。織田軍一萬生力軍如怒濤般衝向早已精疲力竭的武田軍，武田勝賴、武田信廉等武田親族衆大驚，捨棄前線軍隊狼狽地向鳳來寺方向逃竄。
見武田軍本隊動搖，德川家康軍也發起反擊。聯軍全線反擊的時刻開始了。
午後三時。由於聯軍反攻以及本陣的撤離太過突然，武田軍士氣一下子崩潰了。
此時此刻，五十二歲的內藤昌豐早已被淹沒在聯軍的洪流之中。望月遠江守信雅、真田信綱兄弟等也一樣死的糊里糊塗。
放眼望去，整個戰場依舊奮力作戰的武田軍，只剩馬場信房以及他身邊的二十到三十名部下了。然而就是這麼一些人，卻成功地擋住了織田信長大軍整整半個時辰。最終，馬場信房在猿之橋邊被殺，終年六十二歲。
德川方本多忠勝隊緊追武田勝賴不放。武田勝賴身邊只剩十騎親隨。武田家信玄時代的老臣笠井肥後守留自告奮勇殿後。
他孤身一人抵擋本多忠勝隊八百人，直到眼看着武田勝賴一行人遠離之後，才從容赴死（這個人不太出名，所以有可能很多人把他忽略，而將其事蹟與馬場信房的混在一起）。
午後四時，武田勝賴與土屋惣藏昌恆、初鹿野伝右衛門、小山田兄弟一行等七人安全到達武節城。稍事休整之後經由信濃返回甲斐。前後安全回到甲斐的武田軍將士不足三千人。
傍晚，聯軍停止追擊。開始重新集合部隊檢視首級。關於戰果：《武德編年集成》記載：織田、德川聯軍斬取武田方首級“一萬二千餘級”。
首級檢驗，此戰中武田軍戰死的有名武將：川窪信實、下曾根源六、同源七（政秋）、同彌右衛門尉（政基）、油川宮內、原昌胤、同左馬之丞、巖手左馬助、山縣昌景、土屋昌次、高阪源五郎（昌澄）、同又八（助宣）、甘利藤藏、高森惠光寺、真田信綱、真田昌輝、根津甚平、浪合備前（胤成）、內藤昌豐、小山田五郎兵衛、馬場美濃守（信春）、仁科、岡邊、竹雲、奧津、和氣善兵衛等。
入夜，信長、信忠父子，武田正信以及德川家康進入長篠城，依次召見立戰功的各武將。
二十二日織田信長軍啓程回國。二十五日織田信長凱旋迴到岐阜城。
五月二十四日到五月末：武田勝賴至書與武田家各城城主，言此戰之敗不足於慮。
天正三年六月一日，武田勝賴至書武田信友等人，言此戰之敗不足於慮。二日德川家康攻佔武田遠江二俁城。
長筱合戰是日本歷史上火槍第一次在一場戰役起決定性作用，同時也是世界歷史上第一次大規模使用槍支。這場戰役後織田信長的聲勢大爲興起。
武田信玄畢生以頑強敢戰的家臣團自傲，他曾經說過，堅城並不可恃，人才纔是最重要的——人是城，人是垣。人是護城河。經過長筱合戰，武田氏無數名將戰死沙場，信玄親手組建的家臣團瀕臨崩潰邊緣，存者無不離心背德，甲斐武田氏就此日薄西山，逐漸走向滅亡。