当日头偏西时，战争仍然持续着，甲军锲而不舍地追击越军，企图从川中岛的平野攻进善光寺。越军据守善光寺的阵地，而一面收容陆续败退而来的友军。越军过于疲累，而使越军的败退变得更惨的原因，是他们过于重视首级。越军在绪战中获胜，至少直到巳时（午前十时）以前，越军获得压倒性的战果。那时所取下的首级为数庞大，撤退时越军的士兵携带战利品逃走。在这一场战争中，有无战功是凭着所取下的首级来决定。即使口头说曾经杀了敌方大将，或者曾经拿下几个带有铠甲的将官首级，或者斩了步卒五人，如果缺少证据，便无法领赏。因此，即使首级非常笨重，直到战争结束而进行验明首级之前，都必须保留下来。
在撤退时，这些首级便成了很大的负担，由于已经过了一段时间，血迹已经变得又黑又乾，有些首级的眼睛是闭着的，也有的是睁开的，或是张开嘴的。
由于都是死人首级，因此不可能有表情，但是面对无表情而张开眼的首级时，会令人毛骨悚然。首级并未暴露在外，多半是包起来背在身上，如果绑在腰上，走路时会很不方便；也有人把装乾粮的包袱和首级一起背起。如果只有一个首级还好，若是有二、三个时，便成为沉重的负担了。
“向副班长登记之后将首级丢弃，副班长登记好是何人的首级，以及取下首级者为何人以后，向班长申报。”
虽然正在撤退的越军接到特殊的命令，但这命令很难彻底执行到下层。虽然叫他们将首级丢弃，但实行起来并不简单。由于已在败退，因此部队和部队彼此混乱，找不到副班长在哪里。同时，副班长也只顾逃走，根本无暇顾到部属取下的首级。
越军为了像野狗一般紧紧跟踪的甲军而感到非常伤脑筋。
“取回友军首级，并且杀死持有这首级的敌军的人，会得到双重奖赏。”
蜈蚣传骑紧跟在越军之后，在还击的甲军之间来回穿梭、通告。
在追击的军队中表现最突出的是马场队。马场民部对上杉政虎彻底追踪，在未取得政虎的首级之前，他打算要追到天涯海角。而甲军的各部队也和马场队竞争，去追赶越军，因为这是扬名立万的最好机会。午前的苦心，如今有了回馈。
武川众在甲州北巨摩郡拥有重要地位，而武川众的族人中有山高宫内信立及信亲父子。父子二人并着马去追击越军。
当他们渡过犀川及裾花川，来到栗田一带时，父子二人望见一名武士骑在一匹花马上，带领二名步卒正要逃走，于是向他报名挑战。马上的武士看到背后二骑时，立即回头报出姓名。
“步卒交给我！”
山高信立在马上叫喊之后，和由左右用枪刺过来的敌方步卒交战。山高信亲听到岳父（信亲是入赘的女婿）的话，心中非常感激，认为岳父是想把立功的机会让给他，决心要击败马上的敌人。
“我叫山高信亲……”
信亲再度报出姓名，并且向对方直冲过去。
当信亲用枪和马上的武士交手后，立即发现敌人的左肩上受了伤，同时也看到对方的马鞍上绑着首级。看到对方有友军的首级时，信亲心里立即升起一种勇猛的敌忾心。
信亲发出怪叫，很快地向敌人刺了过去。马上的武士落下马，信亲也跨下马匹，拔刀砍向对方。对方当时正睁大眼睛想说话，但信亲已用刀刺进敌人的咽喉。
割下敌人首级之后，信亲想到岳父信立。信立和那些步卒间的战斗早已结束，手上提着两颗血淋淋的首级。
“把绑在敌人马鞍上的我军的首级验明看看。”
经信立的提醒后，信亲寻找敌人所骑的马匹。那匹马在不远处等待主人，当他们拿下绑在马鞍上的首级包袱打开一看，发现是典厩信繁的首级。信繁睁开眼睛，以空洞的眼神望着信亲。
“是信繁公的首级。”
山高信亲说不出一句话来，由于岳父信立看到信亲神色紧张，建议暂时回本营，他认为这件功劳很大，因此不需要再继续追踪敌人。当山高信立及信亲二人掉转马头，向八幡原出发时，失去主人的马还彷佛怀念主人一般，跟随在信立、信亲的马后。
诸角丰后守的手下步卒石原五郎兵卫（后来成为山县昌景的捕役的石黑将监）和成濑吉右卫门正一（后来仕于德川家康。其子正成为犬山城主），为了要夺回主人诸角丰后守的首级，追踪敌人到善光寺附近。由于他记得取下丰后守的首级的武士骑着一匹灰圆斑点的马，因此首先寻找那匹马。二人在森林附近发现一匹菊花青毛的骏骑系在小河边的树上，有一个武士将铠甲放在身旁，正在饮水。
在胜负决定以前，并不需要太多时间。此时距甲军支队来援后的绪战只有一个时辰（二小时），一旦打败仗时，即可决定片面的胜负，而且这时双方兵力的比例是一比二。
法螺声缓慢而宁静地吹起，并且保持一定的间隔，前后吹三次，这是退兵的讯号。夕阳已西沉，如果继续追击敌军，会延长成夜战，因此叫大家撤退。
马场民部以不甘心的神情望着善光寺，他心想，不惜夜战也要取下政虎的性命。
马场民部派传令兵回本营，建议夜战。他的建议是在善光寺的市镇放火，而使越军完全溃败。
“善光寺的市镇自今天起，属于甲军所有，为何要在自己的领土放火？先撤军、整顿阵容之后再研拟以后的方案。”
接到信玄的答覆之后，马场民部方才放弃追击。
甲军保持严肃的军容，到了黄昏，气温突然下降，天气变冷，荒野上尸横遍野。进入八幡原，尸骸狼籍，无头的尸体分不出是敌是友，阵阵腥风拂过地面。
甲军将士以精疲力尽的精神集合。
在妻女山清野口和越军方的信浓众交战的小山田弥三郎信茂的军队也撤回到八幡原。虽然在稷田的战役中，蒙受惨重的损失，但是投靠越军的信浓众的损失也很大。越军方的信浓众和甘糟队在小山田队的追击之下，沿着山麓退到手岛（犀川与千曲川的会流点）。
甲军的将士与其说拥有胜利的感觉，不如说急于想知道在此大会战中有那些人阵亡、那些人活存、战亡的人数有多少。当他们听到某乡镇的某甲或某乙均阵亡时，便无心陶醉于战胜的气氛中。
“准备首级登记簿。”
信玄对饭富三郎兵卫说。
各军团均编造有首级登记簿。取下越军将士中的武士队队长志田源四郎义时一类的有名气的武士首级者，特别受到信玄的召见。
信玄看到首级后点点头，听过说明之后又点点头，一边说出精神可嘉、表现优异等简短的赞美之词，来安慰每一个人。
“敌人的首级登记簿上总计为三千一百一十七级。”
饭富三郎兵卫报告结论。他并未当场报告友军的伤亡有二千名以上，因为饭富三郎兵卫知道信玄即将举行庆功仪式。
“是我军大获胜利。”
饭富三郎兵卫报告说。我军也有严重的牺牲，如典厩信繁、诸角丰后守一类的大将阵亡，但最后甲军仍然获胜。战争的经过并不是问题，逃走的一方便是败者，而确保领土的一方便是胜者。
“现在举行庆功仪式。”
信玄嘱咐饭富三郎兵卫时，特别加强下面一句话：
“捧刀使者由马场民部担任，弓箭使者由室贺入道担任，其余依照仪式的程序进行。”
饭富三郎兵卫抬眼望着信玄的脸，他心中觉得这是有情有义的措施，于是感动得几乎流泪。
马场民部是支队的统领，支队陷入仙人洼，拖延了时间，越军出其不意地采取行动，是马场民部的责任，因此马场民部也必定为了这事懊悔万分。信玄必定了解这点，特地安抚马场民部。
（民部也将此事放在心上，战争原本就是如此。甲军最后还是获胜，而把越军彻底击溃驱逐，而在这追击战中，你应居首功。）
信玄暗地里向民部如此表示。
由信浓众的统领室贺入道一叶轩信俊来担任弓箭使者，也颇具意义。室贺入道是小县室贺城的城主，而和真田幸隆等人在甲军的信浓众中拥有重要地位。这次战争中，信浓众的表现非常英勇，如果没有信浓众，在典厩信繁败退后，以诹访鼓在前，鼓励士气，防止越军前进，或许无法获胜。在此以前，信浓众被称为信浓先锋众，只扮演挡箭牌及挡枪弹的角色，根本未受到任何人的信任。但是自从这次川中岛大会战之后，信浓众名副其实地成为甲军的中心战力。
（过去是以甲军当作主体，但今后需要考虑甲信军的体制。如果甲信军合为一体，那么将来不难统一天下。）
信玄如此想着。
由于被派担任弓箭使者的重任，而和马场民部并肩参加仪式，使室贺入道衷心感到惶恐。如果要注重门第，从信浓众中选择代表时，按理应选择击打诹访鼓，竖立二十一面诹访明神的旗帜，而和敌军战斗的诹访满邻及诹访赖忠父子。但是信玄所以没有指定诹访满邻，而选定从佐久、小县到更科一带东信浓地区拥有声望的室贺入道，是基于一种合理的想法。担任弓箭使者的人应属于信浓众的代表人物，同时也必须是拥有实力者。他认为如果事后受到重视，将会使真田、诹访及其他参加这场会战的信浓众感到满足。
庆功仪式在严肃的气氛中进行，甲信全军的呐喊声震撼了群山的树叶。
虽然川中岛大会战已告结束，但尸体仍被弃置于原地。
经过一场战斗之后，真是惨不忍睹，彷佛可闻鬼哭神号。接近黄昏时刻，有三、两成群的骑马武士在善光寺和八幡原的甲军本营间来回穿梭。
“越军有移动的迹象。”
哨兵回来向信玄报告。
“越军沿着千曲川向饭山方向开始移动。”
传令兵陆续回来报告。
“现在应趁胜追击……虽然我军已显疲态，但敌军更是精疲力尽了。属下认为现在追击，可彻底歼灭敌军，甚至可以拿下上杉政虎公的首级。”
马场民部几乎向信玄哀求着。
然而信玄摇摇头，他似乎认为继续追击并不妥当。
当天夜晚，越军沿着千曲川退到高梨山。高梨山位于下高井郡之东，也就是现在的中野市，离饭山城有三里之遥，而饭山城在越军的势力范围之内。
越军退到那里休息。
次日一大早骑马武士在战场上奔驰，报告高梨山的越军的动态。敌军将要撤回越后的可能性很大。
信玄起床后，立即率直属将士巡视，到处可见在昨日的战役中阵亡的敌我双方的无头尸体。而这些尸体上的铠甲、枪刀等在一夜之间消失无踪。依照惯例，作战结束后，在日落之前要捡回敌我双方尸体上的武具。友军身上的东西当作遗品留给死者家属；而敌人身上的物品，则当作是战利品，加以适当处置。但是在川中岛大会战之后，由于延到次晨再加以处理，因此在夜间就有人将尸体上的武具窃走。
信玄返回本营后向饭富三郎兵卫说：
“通知川中岛附近的保正，把村民拾得的武具全部缴出，如有一人藏匿不报时，将会放火烧村。第二件事是在这次战役中受到损害的人，可以透过保正提出申报，假如调查属实，会发给若干补偿。”
附近的居民对战争已心生畏惧，每当爆发战争，不但农作物会被践踏，即使甲、越二军的首脑如何加强军纪，到了夜晚，还是会有步卒袭击附近的农家，夺取食物，非礼妇女。甲军的兵卒假装是越军的兵卒，而越军的兵卒也假装是甲军的兵卒。同时，窃盗、忍者及流浪的武士，甚至佩带甲、越二军的假号牌，为非作歹。如今战事已结束，拾起遗弃在地上的武具有何不对——居民有这种想法，也是不无道理的。他们剥掉铠甲，捡起刀枪带回家。但随后听到如果不交给保正，将要放火烧村时，心中产生恐惧，接着又听到要对农作物做补偿的布告时，居民感到十分困惑。因为他们猜不出信玄究竟想以严格还是温情的态度对待他们。
那一天也一样天气开朗。尸体必须移开农耕地，运到山下埋葬，但并不是挖掘巨坑，把多人的尸体抛进坑内，而是沿着园圃的边缘，成一列列的埋葬。
由于尸体已没有了首级，因此分不出是谁的尸体，偶尔由手上的痣或斑痕来发现是自己血亲的尸体时，必会抓住尸体痛哭一番。在昨天的会战中，他们视死如归，即使自己的父亲在眼前被杀，也绝不流泪。但不知为何，一夜之间便产生如此浓厚的情感。
首级集合在几处，等待挖掘巨坑之后加以掩埋。排成一列、逐渐传递过来的首级，像堆石垣一样排列在坑底。当兵卒们暂时停止工作稍作休息时，每个人都抬头仰望着蔚蓝的天空。
到了午后，在掩埋首级的坟塚之前设下临时佛堂，并邀请到附近寺院僧侣。信玄也身披僧侣的衣服列席。
当阵亡者的祭拜将结束时，附近的农民把捡到的武具装在车上，交给甲军。农作物受害的情形也大致明了。
“对于受害的农作物，以减税作为补偿。”
信玄向海津城主下达命令。
“敌军开始向越后移动。”
虽然哨兵回到阵营报告信玄，但是信玄并没有说要撤离本营回到海津城。
在信玄心中，川中岛大会战尚未结束。信玄遣派使者通告从奥信浓到信越国界的豪族们，川中岛大会战甲军大获全胜，而越军惨败逃走。并且通告说，过去在越军势力下的奥信浓，今后归于甲军管理。如果对使者的通知表示异议时，便派兵征讨。
如今信浓地区除了在饭山附近还有越军势力残存之外，大部份属于甲军的势力范围。战争的目的并非取下敌人首级，而是席卷敌人的领土，而信玄确实将此信念付诸实践。
于是拟定治安政策，发给保障领土、生命安全的证状，要求奥信浓的豪族留下人质。
另一方面，当战后处理工作进行期间，同时进行颁奖事务。
信玄撤离本营，进入海津城之后，便埋首处理颁奖。信玄对部将们一再嘱咐，恩赏力求公正，若不公正，会影响士气。
由各军团的大将调查各人武功，缮写表扬书，由信玄在上面签章之后，颁奖给许多有功人员。虽然除了奖状之外，颁发领土的手续颇为繁杂，但是仍然必须慎重办理。
论功行赏已告结束，但还有一件未解决的问题，沉重地压在信玄身上，这就是太郎义信违反军纪的行为。虽然严令不得擅自离开防守阵地，但他未予遵守，中了越军的圈套，离开阵地，因此使甲军遭受危机。勇将诸角丰后守、典厩信繁的阵亡，追根究柢是因为太郎义信的轻率行为所造成。
信玄在海津城的大厅召集诸将，举行最后的论功行赏之后，对太郎义信说：
“在这次会战中，你违背了本营的命令，应依照武田的军纪处罚。你有甚么话要申辩？”
在场的诸将脸色大变，他们害怕听到信玄即将说出口的话。
“没错，我的行动是违背了本营的命令，而使得诸角丰后守阵亡。但是如果当时我的运气好，取下了敌军大将的首级，是否也要受到军纪的处罚呢？”
他是在强辩，他的态度似乎表示自己是武田氏的嫡子义信，无论说甚么话，父亲信玄也不可能加以处罚。
信玄的表情顿时变得严肃起来，脸上露出罕见的怒容。此时信玄真的想将义信依军纪处置，违背军纪是要处死的。
“可恶的义信，胆敢信口开河，我要命令你切……”
当他未说完，饭富兵部立即跳到信玄面前，大声叫：
“属下认为义信公子所言有理。”
不论有理或是无理，他想绝不能让信玄说出切腹一类的字眼。看到事态紧急，武田家世代的家将们陆续走到信玄面前，阻止信玄说话。由于大家七嘴八舌地议论纷纷，因此信玄无法开口说话，而马场民部趁乱像挟持一般地硬把义信带走了。
不久，信玄冲动的情绪已镇静下来。他想，若想违背众臣之意，命令嫡子义信切腹自尽，似乎是不可能的事。
“但是，义信的专横实在不可饶恕，如果下次胆敢再犯……”
信玄说完之后闭上眼睛。他想，如果义信再犯一次同样的过错时，务必要命他切腹，否则无法向家将们交代。
次晨，甲军整顿队伍，威风凛凛地从海津城出发，踏上归途。川中岛大会战的事传到各地，有传言说甲军获胜，有些则说越军获胜，同时也传说双方均蒙受几千名伤亡，是一场激战。越军和甲军都向外宣传自己的军队获胜。越军到处宣扬，由杀死典厩信繁和诸角丰后守，来证明获得胜利。
幽灵公方近卫前嗣，从下总古河的城池写给政虎的信中写着：
“这次在信州和晴信作战，大获胜利，杀敌八千，值得庆幸。虽事先未能预料，但蒙公亲自拔刀作战，罕有此例，是无比荣耀的行为。”
或许由于这封书信，后来产生上杉政虎杀进信玄本营的故事。如在书信中所写，虽然事先未能预料，可能是因败战而在逃亡的途中，上杉政虎不得不拔刀战斗。
上杉政虎在这次川中岛大会战之后不久，即颁给色部修理的奖状中写着：
“本月十日在信州河中岛和武田晴信交战时，英勇无比，尤其在亲族及大臣们多人阵亡的情形下奋勇作战，而杀死凶徒数千骑，大获胜利，达成多年来的愿望。各位的荣誉心、忠诚及战功，我政虎终身不忘，希望而后能再接再励，努力效忠。”
虽然使用杀死凶徒数千骑一类的夸张文字，但是武田信玄颁给川中岛大会战中有实际功绩的土屋丰前守的奖状中写着：
“在信州河中岛的会战之中，忠信英勇的表现使本人甚感满意，因此发给该国水内郡、和田、长池贰百贯之地。”
以处理公务一般的客观文体，来叙述论功行赏的内容，和前述政虎所颁的奖状文体形成强烈对比。水内郡、和田、长池，是过去直属于越军的势力范围。
信玄把这次大会战所赢取的领土分给部下。
同时，信玄在这次川中岛大会战的次月，写给京都清水寺的书信中记载着：
“当越后众入侵信州时，曾于此作战，获得胜利，杀敌人三千余人，从此众怒尽消，兹奉献当年所得伊那郡面木乡。”
从这封书信中很明显地看出信玄由于打胜仗，感到欣慰，因此要将土地捐献。根据以上的书信来判断，川中岛大会战的胜利是属于武田信玄这方的。