9月15日午前8時、美濃国・関ヶ原においてついに東西両軍による決戦が繰り広げられた。開戦当初は高所を取った三成ら西軍が有利であったが、部隊間の連携が取れないうちに10時頃より徐々に東軍が優勢となり、島左近が黒田勢の銃撃により負傷して後は西軍は防戦一方となり、正午頃、かねてより懐柔策をとっていた小早川秀秋の軍勢が西軍の大谷吉継隊に襲いかかったのを機に形成が逆転する。さらに脇坂安治、朽木元綱、赤座直保、小川祐忠らの寝返りもあって大谷隊は壊滅、西軍は総崩れとなった。戦いの終盤では、敵中突破の退却戦に挑んだ島津義弘の軍が家康の本陣目前にまで猛攻してくるという非常に危険な局面もあったものの、家康率いる東軍のほぼ完勝に終わった（関ヶ原の戦い）。