随后几天因为突降风雪天气，双方停止交战，转为对峙状态。
换言之，这个时候少弐军并没有处于什么不利态势。
但是等到天气转好，少弐军的大友义统势便早早迫不及待主动挑起决战，向对岸的岛津军展开强攻。
岛津军的前锋也不甘示弱，抱着同样心思的北乡久盛也同样发起猛攻，双方在高崎川遭遇，展开大战。
很快少弐军利用优势铁炮队击溃了岛津军先头部队，阵斩北乡久盛，岛津其他士兵见状便无心恋战。
而少弐方见到战局一边倒，便忘记了我数次嘱咐的岛津擅长钓野伏战术，日向众、丰前众、丰后众开始全军渡河压上。
战线一度推到了汤之元，这时候整个战线呈一个右翼靠前，左翼靠后的斜线，将岛津军压缩在汤之元川畔。
岛津军遭到重大打击，为了挽回战局，岛津义久也下令全军押上与少弐军进行殊死战斗。
但是这个时候，早前骚扰少弐右翼的岛津家久势因为大雪被困，出现的迟了，所以突然从少弐右翼后方出现，形成了两面夹击的态势。
岛津义弘也注意到了这样的有利形式，向岛津义久建议投入所有预备队，于是岛津义久本阵也全军下山从侧面攻击正在血战的少弐军，前线也在疯狂进攻反推战线。
最终少弐家在战斗近六小时，又被两面夹击，难以支撑下溃败，在岛津军追击之下，少弐军死伤惨重。不少人在撤退渡河过程中被淹死在高崎川。
此战中，大友家臣中的角隈石宗、斋藤镇实、吉弘镇信，少弐家臣中的神代胜利、甲斐宗运、横岳资诚、江上武种、麻生隆实、平井经治、本告增景、高木盛房、小田镇光、伊东义祐等十几名高级将领包括数位少弐家谱代阵亡。
岛津军伤亡四千多人，少弐军伤亡六千多人。幸运的是，少弐军由于以往屡战屡胜的辉煌战绩，使得岛津军不敢太过深入追击。
同时也因为少弐军以往辉煌战绩的高傲，很多国众不甘心失败，拼死作战，给岛津军极大的杀伤，但也导致了数位重臣的阵亡。
虽然岛津赢了高崎川之战，且高级武将损失不大仅桦山久高、北乡久盛阵亡。但是依然很不好受，主要是大量底层武士因为少弐军的奋战阵亡，同样伤筋动骨。