系鱼川，位于越后国頸城郡，此处北面临海，又是北陆道与千国街道（又称“盐之道”，是盐和海产品进入内陆的主要通道，当年上杉谦信与武田信玄“送敌于盐”的典故便与之有关）的交界处，地理位置十分重要。自堀氏一族入主越后以来，此处一直为根知城城主堀清重控制，作为春日山城的西大门，常年驻兵都在两千以上。
但是随着堀秀重全领动员，发动北信浓攻略，春日山城的守军仅剩一千，而根知城留守兵力更是不足两百，这便给了身在轮岛凑的后藤基次一可乘之机。
四月二十四日清晨，也就是德川军败走沼田街道的第二天，后藤基次与九鬼嘉隆率领战船五百艘、军势一万五千人，从轮岛凑起航，绕过能登半岛，在系鱼川一带的姬川口登陆，沿姬川南下至根知城，城主堀清重自知不敌，开城投降。
大军于当日正午攻占春日山城前哨要塞鮫尾城，堀秀治听从家臣建议欲在春日山笼城，同时向已侵入信浓的堀秀重以及坂户城主堀直寄求援。但此时堀直寄已是自身难保——新发田的沟口秀胜和村上城的村上义明得知德川军战败，主动向最上义光的越后讨伐军投降，三方于枥尾城会师，合兵一万六千人，对坂户城发动猛攻。
二十五日上午，坂户城陷落，堀直寄及以下六百军士战死。消息传到春日山城后，堀秀治大惊失色，加之此前派往信浓求援的忍者被丰臣军截杀，孤立无援之下，于黄昏时分开城投降。后藤基次与最上义光随后兵分两路，前者携堀秀治经东北国街道南下劝降堀秀重，后者沿三国街道前往沼田城与秀保会师。
二十八日，最上义光先秀保一步抵达沼田城，得知德川军已前往箕轮城后立即向秀保请示，秀保让其在沼田休整，待大军抵达后一同南下。而后藤基次的行军就没有最上义光那般顺利，大军行进至越后、信浓交界的黑岩山地区时遭遇了山体滑坡，后藤被迫绕道牧野岛城前往川中岛，延误了近两天时间。其抵达川中岛时已是三十日下午，此时堀秀重和石川康长早已离开海津城南下，在上田城与真田昌幸父子展开激战。
为避免重蹈海津城蒲生赖乡的悲剧，后藤基次命令使番连夜将堀秀治的亲笔书信送往户石城堀秀重本阵，要求其立即休兵，待天亮后与丰臣军一道南下攻打小诸城，待战事结束后自会代其向秀保求情。
但是让人没想到的是，堀秀重与堀直政在休兵一事上产生了严重分歧，秀重认为越后领地尽丧，大势已去，且秀保大军不日便抵达沼田，此时不该再对德川军心存幻想；而直政则认为堀家从越后一路南下，攻克蒲生、真田城池十余座，斩杀两家大将近百人，已没有办法回头，如今之际，唯有和石川康长合兵一处，先击败后藤基次，再拿下上田城，完成信浓平定，为德川军西进扫清障碍。
两人言语不和，军议不欢而散。然而到了深夜，堀直政率领一干亲信突袭了秀重的房间并将其软禁，随即召集重臣开会，宣布由自己担任阵代，全权指挥接下来的战斗。当晚直政便制定计划，一方面回信给后藤基次表示愿意在户石城等待丰臣军到来，实则准备在丰臣军进城时发动突袭；另一方面则将后藤基次的动向告知石川康长，要求康长在上田城拖住真田军，为自己迎战丰臣军争取时间。
石川康长没料到丰臣军竟会从越后杀来，且军势如此之盛，遂与家臣连夜商议，一致认为堀直政冒然软禁堀秀重必导致军心不稳，不能排除有人连夜给丰臣军通风报信，且堀秀治尚在后藤基次手中，真到丰臣军入城时堀家部分将领恐怕难以下手，思前想后总觉得此计难成。