应永二十三年（1416），镰仓公方足利持氏和前管领上杉氏宪（禅秀）对立，引发了“上杉禅秀之乱”。甲斐守护武田信满因为是禅秀的岳父，所以加入了禅秀一方。
但是第二年，禅秀军就被镰仓公方击败，信满在木贼山自杀。信满的长子信重与叔父信元一起逃往纪伊的高野山，次子信长则投奔了信浓守护小笠原政康。甲斐陷入群龙无首的混乱状态。
应永二十五年（1418），幕府任命信长的叔父信元回国担任新守护。但是，信元被国人逸见氏阻挠入国。幕府令小笠原政康支援信元，让迹部氏任守护代，武田信长也加入了叔父，联合甲斐郡内的加藤氏与逸见氏对抗。信元还收了信长之子伊豆千代丸（武田信高）为养子。
不久，信元去世了，伊豆千代丸代理了国务，但由于守护代迹部氏不听幼主的命令，甲斐国仍持续动摇。信长为了保护儿子转战甲斐国内与逸见氏等人战斗。信长收到镰仓府的征讨，不敌投降，并不得已去镰仓府出仕。之后，迹部氏离反，逼走伊豆千代丸，掌握了国中权力。信长于是在永享五年（1433）从镰仓出奔回国，组织支持日一揆与迹部氏支持的轮宝一揆对决，但不幸战败，与伊豆千代丸逃往骏河。后信长父子又前往京都，接受将军足利义教的保护。
后来，镰仓公方持氏和将军义教的对立变得严重，爆发“永享之乱”，持氏战败自杀，镰仓府灭亡了。接着，信长参加了从京都出发的结城攻略军，嘉吉元年（1441），结城陷落，信长因功受封相模国曾比·千津岛之地。在嘉吉二年（1442）左右被补任为相模西部的守护。但将军义教被暗杀（嘉吉之乱）后，守护一职被上杉氏夺去。
本着对上杉氏不满，信长再度出仕于复兴的镰仓府公方足利成氏。随着“享德之乱”爆发，公方成氏与上杉氏之间再次展开交战，武田信长转战各地，由于一连串的战功被任命为上总守护代。
康正元年（1455），公方成氏命令武田信长攻击上杉氏的领国上总。已经年逾半百的武田信长终于等到了自主创业的机会。
康正二年（1456）正月，信长携儿子信高（伊豆千代丸）、信武、信房、孙子辈的信兴、道信等人正式入侵上总国。他们赶走了上总平氏血统的长南氏，于长禄二年（1458）在长南之地筑起了厅南城，一同修筑的还有真里谷城。信长以这两座城作为入侵的桥头堡，厅南城控制了上总东部，而真里谷城承担了控制上总西部的作用。信长让嫡子信高和嫡孙信兴入主真里谷城，自己和另一个孙子道信入驻厅南城。之后信兴一系改苗字真里谷氏，道信一系称厅南武田氏，由此上总两武田氏正式出世。
依托两城，上总武田氏开始了大规模的建城运动：为对抗下总国之敌，建立椎津城、佐濑城；为了支配小櫃川流域，建立中尾城、笹子城、久留里城；为对抗南部的里见氏，建立佐贯城、峰上城、造海城（百首城）、大多喜城（小田喜城）等支城。这些城陆续建成，并几乎都配置一族担任城主。在文明九年（1477）左右，信长以七十七岁的高龄去世了，此时武田势力盘据大半个上总。
信长去世后，上总武田氏的势力稳步发展。到三代目信胜时期，拥立小弓公方足利义明，势力渗透到武藏。后来家中多次发生争夺家督的内讧，招致里见和北条的干涉，领地逐渐被里见氏蚕食。到小田原征伐时，武田氏持观望态度，被秀吉没收领地。
继安艺，甲斐，若狭后，房总武田也灭亡了，四割菱旗帜彻底退出了战国舞台。