也不等浮田信濃守、岡家利等人想好應對之策，上杉軍就利用重型佛郎機炮的火力壓制，迅速迫近三石城下。
三石城的守軍遭到重型佛郎機炮的猛烈轟擊後，根本無力還擊，士氣和戰意已然跌落谷底，幾乎無人願意與上杉軍繼續交鋒。
而且，上杉軍的猛烈炮擊不僅對三石城的守軍士氣造成嚴重打擊，還摧毀了不少箭櫓、望樓。
當重型佛郎機炮停止轟擊後，矢羽木式部少輔、林大學助、八內圖書助等岩舟本庄家重臣們隨即率軍利用鉤索、雲梯翻入城中，與三石城守軍進行近戰。
眼見三石城形勢愈發危急，且城破近在眼前，浮田信濃守之子浮田孫四郎、浮田秀國二人意識到不能繼續為宇喜多家賣命，他們便準備將副將岡家利以及宇喜多直家的親信家臣遠藤秀清暗殺後，向上杉軍投降。
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畢竟浮田信濃守是浮田國定長男，宇喜多直家之前看在浮田信濃守是同族的份上，並沒有對其痛下殺手，反而委以重任。但其子浮田孫四郎、浮田秀國二人卻對宇喜多家並無太多的忠義，在他們看來宇喜多直家是殺害祖父浮田國定的兇手，更是從他們一脈奪取一門總領之人。
然而，浮田孫四郎、浮田秀國兄弟二人的密謀卻很快被岡家利、遠藤秀清等人獲知，當即遭到彈壓。
最終，浮田孫四郎在率本部軍勢猛攻本丸的過程中被遠藤俊通用鐵炮命中額頭而當場身亡，浮田秀國則是在一番混戰後僅以身免的縋城逃出，向上杉軍投降，並告知城中情況。
浮田信濃守雖然沒有參與兩個兒子的謀逆之舉，但他並無叛離宇喜多家之意。為了避嫌，他還是將城中大權盡數交給了宇喜多三老之一的岡家利，讓其繼續節制各部軍勢抵抗上杉軍的攻擊。
即使宇喜多軍擁有擅長使用鐵炮的遠藤俊通、遠藤秀清兄弟，依舊沒能扭轉不利的戰局。因上杉軍猛烈炮擊的緣故，他們甚至無法使用最為得意的戰術——鐵炮狙擊。
加上浮田孫四郎、浮田秀國兄弟的舉兵發難，使得三石城守軍在上杉軍的凌厲攻勢下被一舉擊潰，江原三之丞、蘆田右馬允、長瀨七郎等守將也在混戰之中先後被上杉軍討取。矢羽木式部少輔、林大學助、八內圖書助等岩舟本庄家重臣們也順勢奪取三石城的大手門進而壓制三之丸。
在無力奪回大手門以及三之丸後，遠藤俊通、遠藤秀清兄弟被迫率殘部退入二之丸中堅守。
儘管遠藤俊通、遠藤秀清兄弟率鐵炮隊對上杉軍進行壓制，並一度擊退了上杉軍的攻勢，但他們依舊沒能與上杉軍展開僵持。
在獲知二之丸有守軍負隅頑抗，本庄繁長就立即讓扎比·布萊克索恩對三石城的二之丸、本丸進行炮擊。
隨後，扎比·布萊克索恩就命炮隊將重型佛郎機炮推至城下，在填藥裝彈完畢後立即向二之丸、本丸方向進行炮擊。
炮聲轟然震地，重型佛郎機炮發出的炮彈挾著雷霆之勢轟向城頭，磚石碎裂飛濺，石垣轟然崩塌。二之丸城頭的守軍遭炮火席捲，遠藤俊通、遠藤秀清兄弟更是連人帶鐵炮都被炸得支離破碎。
一時間二之丸中死傷狼藉，頑抗之眾盡數覆滅，城頭硝煙散盡後，再無任何反抗。
之所以遠藤俊通、遠藤秀清兄弟會堅定不移的忠於宇喜多直家，是因為他們的在出仕宇喜多家之前就浪跡阿波、備前、備中、美作等國，他們的祖籍更是遠在東海道的遠江。因宇喜多直家並不以出身輕視他們，並在暗殺三村家親後，還許可他們使用宇喜多家庶子家浮田的苗字。
只是，遠藤俊通、遠藤秀清兄弟在此戰中並沒能發揮出自身的特長，最終在上杉軍的猛烈炮擊後，紛紛殞命，落得個死無全屍的悲慘結局。
浮田信濃守、岡家利等人在獲知三之丸、二之丸接連陷落後，就意識到大勢已去，根本無力扭轉，更等不到主君宇喜多直家派遣援軍前來，便在本丸大廣間中先後切腹自盡，剩餘兩千五百餘守軍也放棄抵抗，紛紛向上杉軍投降了。
就這樣，上杉軍奪取了三石城這一通往備前腹地的必經之地，讓上杉軍主力計程車氣大振。同時，上杉軍還奪取糧草三萬石、鐵炮一百五十挺、戰馬一百匹。
之後，本庄繁長、立原久綱、扎比·布萊克索恩等人並沒有就此止步不前，反而是挾大勝之餘威，在東備前的和氣郡境內進行大肆攻城略地。
還不到半個月的功夫，就先後攻落醫王山城、關川城、總谷山城、石山城、船坂城、大股城、石堂丸山城等地，幾乎橫掃和氣郡一郡之地。
東山城（岩門城）城代明石四郎兵衛（備前明石家庶流）自知不敵，直接一矢不發的向上杉軍開城投降，宮山城城主明石右近將監見籠城固守無望，也不願落得與浮田信濃守、岡家利等人一樣城破人亡的結局，便選擇棄城而逃。
至此，磐梨郡門戶大開。
而另一方面，狐冢城城主日笠源太、蟲明城城主蟲明藏人等兒島郡、邑久郡諸將本就不願臣從宇喜多直家，以及不認同宇喜多直家所擁立的浦上誠宗，他們在獲知上杉軍先陣軍勢已攻落三石城後，紛紛舉兵響應上杉軍的攻勢。
宇喜多直家深知兒島郡是宇喜多家的根本之地，完全不容有失，當即派遣弟弟宇喜多忠家為大將，節制花房正幸（備前弓之名人）、花房職秀（花房職之，花房正幸從侄）、岡剛介（岡清三郎）等將，率兩千餘軍勢前往兒島郡平叛。
與此同時，坐鎮攝津越水城的上杉氏定倒是沒有急著率本隊軍勢繼續西進，反而是與上杉景信、宇佐美定滿、長野業正、八條能重、沼田定業、宇都宮定綱、太田資正等上杉家重臣們關於四國仕置之事進行商議。