所以，石田三成起兵的時候，首先想到勸說大谷吉繼。在勸說之前，他先派遣使者約會吉繼，而且給吉繼送去了自己的嫡子做人質。吉繼很感動，老友把兒子都送來當人質，這麼信任自己，自己不能不幫老友謀劃一番。
吉繼此時並不贊成對德川家康開戰，認為無論是時機還是實力，現在都不能與家康開戰。倆人見面之後，三成開始對吉繼進行勸說，一方面是曉之以義，一方面誘之以利。他跟吉繼講：「太閣殿下之恩，難道你忘記了嗎？另一方面，五大老當中的毛利輝元和宇喜多秀家已經答應跟我們一起作戰，上杉景勝也在北國牽制住了德川家康。現在的五大老，三個跟著我幹，怎麼樣，這事可以吧？」
大谷吉繼反覆勸說石田三成要慎重：「內府大人不是好惹的，雖然他現在召集諸侯討伐上杉景勝，但如果咱們動手了之後，他把討伐上杉景勝的部隊調回來打咱們，你有必勝把握嗎？」三成說有必勝把握，一定能夠幹掉德川家康。
大谷吉繼看到三成心志已堅，只好說：「那好吧，既然你打定了主意，我就跟著你幹吧。」
b西軍沒人肯出力/b
關原之戰時，德川家康的部隊被稱為東軍，有七萬四千人，跟他對抗的西軍有八萬兩千人，兵力對比上，家康並不佔優勢。
德川家康來到前線，坐在馬紮上，聽部下向他彙報敵方統帥的情況，聽來聽去，覺得對手基本上都不值得一提。石田三成一介文吏，根本不通兵事；宇喜多秀家乳臭未乾；小西行長為人奸猾；島津義弘倒是名將，薩摩島津氏是從源平合戰時候就傳下來的名門望族，一直到今天在日本也是數一數二的大家族，曾跟天皇家聯姻，可惜他只帶來一千五百人，杯水車薪，無濟於事。直到聽部下介紹擔任宇喜多秀家軍側翼掩護的是大谷刑部（大谷吉繼官拜刑部少輔，尊稱為大谷刑部）後，德川家康才抬起軍扇敲了一下地圖說：「大谷刑部雖然有病在身，卻是智勇雙全的名將，不可小覷。」言下之意，這個人很厲害，別拿他不當回事兒。可見大谷吉繼在德川家康心目中，還是很有分量的。
關原大戰爆發之後，西軍兵力本來佔優勢，又搶先數小時進入關原地區，按道理講，這場戰鬥應該是西軍必勝。可是戰爭一開打，西軍就陷入劣勢。因為德川家康老奸巨猾，在戰前做了大量的策反工作，西軍一半以上的武將跟家康暗通款曲，到戰場全都是來打醬油的，出工不出力，甚至按兵不動，連名義上的總大將毛利輝元也藉口守備大阪城不肯到前線來。
毛利輝元的堂弟吉川廣家率領一萬五千大軍，在西軍總數中佔相當大的比重。但是廣家素與家康交好，開戰之後，他藉口要吃飯，一直是穩如泰山，按兵不動。毛利輝元同族的毛利秀元跟廣家說，你不殺敵我殺敵。結果惹得廣家大怒，我是先鋒，我還沒動，誰敢輕舉妄動？誰要是敢無禮繞過先鋒，我就和他幹仗，我不打德川家康，我打你。搞得毛利家這一萬五千人馬，聽命于吉川廣家，全部按兵不動。
西軍另一支重要的人馬是小早川秀秋率領的一萬五千大軍。小早川秀秋也是豐臣秀吉的養子，當時二十出頭，但是早就暗中跟德川家康勾搭上了。開戰之前大谷吉繼就跟石田三成講：「據線人密報，小早川秀秋跟內府暗中有書信往來，請千萬警惕。」但是石田三成為人比較豁達直率，也比較容易相信別人，他說：「我知道咱們這兒很多人都跟德川有勾結，但是誰幹這種事兒都有可能，只有小早川秀秋不可能，因為他是太閣殿下的親戚。」小早川秀秋是豐臣秀吉正室北政所的親侄子，年幼的時候就被秀吉收為養子。
在三成看來，為了報答太閣大恩，維護豐臣家的天下，這些人必然會像自己一樣，跟德川軍奮勇作戰。
b德川家康出險招/b
當戰鬥正酣、雙方士兵都打得疲憊不堪的時候，石田三成和大谷吉繼一再懇請毛利軍和小早川軍下山作戰，但是兩個人全都按兵不動。東西兩軍都在極力爭取小早川秀秋早日加入己方參戰。德川家康別出心裁，玩了一個險招，命令一支小部隊潛至小早川秀秋駐紮的山下，朝山上發射大鐵炮，就是大口徑火槍。
突如其來的槍響，使小早川秀秋大感恐慌，說：「怎麼了？內府已經快要取勝了嗎？怎麼還有餘力向我開火？」小早川秀秋從馬紮上站起來，大聲命令部下，下山進攻。部下問他，我們進攻誰啊？秀秋回答：「進攻大谷刑部。」戰局在這一瞬間被徹底扭轉了，小早川秀秋的一萬五千大軍，直取大谷吉繼。
大谷吉繼當時渾身潰爛，是坐著轎子上戰場的，根本不能騎馬作戰。面對小早川秀秋的叛變，大谷吉繼心中十分氣憤，他說：「若不取下叛賊秀秋首級，如何消我等心中恨意？諸君聽我號令，直取秀秋本人！」
小早川秀秋一萬五千人馬面對大谷吉繼只有一千多人的哀兵，被打得連連後退。此時，西軍之中又有人叛變了。大谷吉繼一看大勢已去，知道自己死期將至，從容地拔出腰間的肋差，準備切腹自盡。他關照自己的親信武士：「把我的頭顱藏起來，不要讓敵人得到。」因為他面部潰爛，不想讓敵人看到自己的這副樣子。
關原之戰以西軍的全面崩潰而告終。戰後石田三成逃亡到山中，被搜出後斬首。信仰基督教的小西行長，一路戰敗，潰退至伊吹山中，面對德川軍的密集搜尋，山裡的農民勸他逃走，小西行長以自己身為大將豈能逃之夭夭而斷然拒絕。農民說既然不能逃，身為武士，那就應該切腹自盡，小西行長又以自己是基督教徒，教規不允許自殺為由，再次拒絕。小西行長就在這也不行、那也不可之中，被德川軍俘獲，後被斬首。
關原之戰，德川家康取得了決定性的勝利。戰後三年德川幕府開創，戰後十五年，豐臣家徹底滅亡，日本正式進入了德川幕府時代。