21日凌晨6时， 大友军 开始攻城， 双方隔着城墙激战。 由于 岛津军 的决死奋斗， 大友军 毫无进展， 反而在 岛津军 擅长的铁炮攻击下损失惨重， 在城外尸横遍野。 第二日的攻城战更为惨烈。 守将 岛津家久 虽然年轻， 但却是智勇兼备的名将， 在其指挥下， 岛津军 一次次化解了 大友军 的攻势， 高城 仍旧纹丝不动。 相传在最危急的时候， 高城 里的水源被 大友军 截断， 但 岛津家久 命人掘地三尺， 终于挖出地下水。 岛津军 由是士气高涨， 更坚定了固守待援的信心。 所以后人传说， 小小一眼泉水拯救了 岛津家， 进而促成了300年后改变全日本运势的 明治维新。 （历史的偶然与巧合啊！）
大友军 见强攻不成， 于是改用围困策略。 同时， 大友军 挑唆了 伊东家 的残余势力， 希望能借重地方豪族的力量把 岛津氏 赶出 日向藩国。 不幸的是叛乱的阴谋在实施前一夜被告密， 500多叛乱参与者被 岛津军 当场杀死， 100多被俘， 游街示众后， 亦被斩首。 余众逃回 大友军 阵中。
数日后， 萨摩 的 岛津义久 也得到了 高城 危急的军情， 立刻召集众家臣商议。 为了迎战4万大友军， 岛津义久 发出了 萨摩 大隅 两国的总动员令， 领民无论老幼， 皆须拿起武器迎敌。 10月24日， 岛津义久 亲率精兵3万， 从 鹿儿岛 出发， 赴援 高城。 同时， 大将 岛津义虎 和 新纳忠元 分驻 出水城 和 大口城， 防备 肥后 方面的侵略军。
10月27日， 岛津军 主力抵达 纸屋城， 先锋 伊集院忠谏， 上井觉兼， 桦山忠知 诸部则已进驻 佐土原城。 传说 岛津义久 在半路上曾梦见 雾岛神社 的菩萨授其一册文书。 岛津义久 认为上天谕示吉兆， 主此战必胜。 岛津军 士卒被这么一煽动， 士气大盛。 一路上各地守军纷纷加入 岛津义久， 很快集齐了4万人马， 与 大友军 旗鼓相当。
11月2日， 岛津义久 主力进驻 佐土原城， 并与 高城 守军取得联繫， 高城 守军士气更加高昂。 相对 岛津义久 的亲临前线， 大友宗麟 此时还躲在大后方的 无鹿， 搂着娇妻美妾， 做着天主教国的美梦呢。
11月上旬， 高城 一带连降大雨， 大部队无法展开， 但 岛津 大友 两军的小规模衝突不断。 11日， 岛津军 一部衝过 切原川， 以伏兵战法消灭了 大友军 最东线 松原军营 里的部队。 两军初阵， 大友军 就吃了大亏， 可见 萨摩 兵精。
11日夜， 大友军 的将领们开了个战前会议。 席间， 两位左右先锋官为了是战是退吵了起来。 佐伯惟教 老成持重， 认为 岛津军 兵势正锐， 应该暂时休兵， 向 无鹿 大本营 求援。 但是血气方刚的 田北镇周 却大骂 佐伯惟教 涨敌人志气灭自己威风， 并扬言明日必斩 岛津义久 首级而还。 虽然最后决定第二日决战， 但会议还是不欢而散。 更糟糕的是， 先锋官不和的消息， 竟立刻被 岛津军 的忍者给打听了去， 岛津义久 闻讯大喜。
12日清晨6时， 决战打响。 首先发起衝锋的是 大友军 的猛将 田北镇周。 憋着前一晚从军前会议中带出的恶气， 一马当先， 越过 切原川， 杀进 岛津军 阵中。 佐伯惟教 见 田北镇周 已经开打， 只得带领部下也跟了上来。 切原川 南岸的 岛津军 没想到 大友军 还有这么个拼命三郎， 还没回过神来就已经被击溃。 高城 中守将 山田有信 见 岛津军 前锋崩溃， 建议 岛津家久 立刻开城， 从后追击 大友军。 岛津家久 却认为时机未到。
田北镇周 很快杀到 小丸川 北岸。 此时 大友军 稍有迟疑， 不知应不应该继续深入， 追杀 岛津军。 岛津军 大将 岛津征久 发觉了 大友军 的犹疑， 于是命人隔河叫骂， 挑唆 大友军。 田北镇周 大怒， 更见 高城 中守军闭门不出， 便放心大胆， 率众衝过 小丸川。
大友军 这一渡河， 就如一脚踏进了鬼门关！
原来 岛津军 早料到 大友军 会突击到 小丸川 南岸。 岛津义久 决计驻扎 根白坂， 以自己为饵， 诱使 大友军 进攻， 并在其必经之路布下重重埋伏。 当 田北镇周 率众刚杀到南岸， 趁着 大友军 立足未稳， 阵型散乱， 岛津军 便收紧了口袋！ 正面， 猛将 岛津义弘， 岛津岁久 和 伊集院忠栋 挡住了 大友军 的前进之路。 岛津征久 所部则从东侧杀入 大友军 左翼， 同时700余骑从西侧夹击。 埋伏在河边丛林中的 岛津忠长 上井觉兼 两部也同时杀出。 岛津家久 见时机成熟， 也杀出 高城 来， 封锁了 小丸川 北岸。
这时一场极漂亮的包围战。 大友军 见四面八方都是敌人， 吓得斗志全无。 田北镇周 见军心动摇， 急忙前后衝突， 妄图重新稳住阵势， 不料在乱军之中被 岛津军 瞅准空隙， 斩于阵前。 田北镇周 的战死， 是 大友军 总崩溃的开始。