原本小浜城的士气和战意因陆奥大內家频频损兵折將、丟城失地而跌落谷底，再加上遭到上杉军的炮击后，城中的守军彻底崩溃。
东岩代诸郡之人可从未领教过佛郎机炮的厉害，在听到小浜城本丸里接连不断的爆炸声响起，以及见到本丸里的箭櫓、冠木门、兵器藏等建筑设施先后燃起大火后，二之丸、三之丸的守军皆嚇得失魂落魄。
大內扫部助、大內左京进等陆奥大內家庶流家臣们见势不妙，在反应过来后，就趁著上杉军尚未发起攻城之际縋城而出，將城中的情况一五一十的告知上杉定虎。
获知城中人心浮动、毫无战意后，上杉定虎就果断下令发起攻城。
隨著上杉定虎的一声令下，上杉军各部就从小浜城的四面八方发起了猛攻。
在遭到上杉军炮击之时，大內义纲正於本丸大广间里召开军议。由於大广间附近的馆因炮击而倒向了大广间，使得参加军议的大內义存、岩津野宗易、大內宗资、柏木田义久（大內义纲之弟）、大內亲纲（大內义纲次男）等十余人在措不及防之下被房梁、支柱压倒，或是被弹片击中而亡。
就算倖免於难的大內义纲、大內定纲（大內义纲长男）、刈松田纲茂、梶內纲久（大內义纲之弟）、大內信纲（大內义纲之弟）等人也受了不同程度的伤。虽说他们暂时躲过一劫，但並不代表就真的能鬆一口气了。
还没等大內义纲、大內定纲、刈松田纲茂、梶內纲久等人缓过神来，就听到了城外接连不断的响起法螺声、战鼓声、喊杀声。
此时的小浜城中各地皆燃起了冲天的火光。
不仅灼热的气浪呵污浊的空气令人感到窒息，城中更是一片末世景象，呼喝叱骂、鬼哭狼嚎之声此起彼伏。
本丸之中在炮击之中倖存的陆奥大內一族之人在极度恐慌中依照本能进行著自救，不少人爭先恐后的从金藏之中抄起財物往自己的怀里，便从已经残破不堪的冠木门逃出。
然而，小浜城早就被近十万之眾的上杉军围得是水泄不通，可以说连只麻雀都飞不出去。
大內义円（大內义存之子）、大內宗常（大內宗资之子）、岩津野重益（岩津野宗易之子）等二十余人才揣著財物逃出本丸至二之丸，就迎面遇上了被大內扫部助、大內左京进、大內藏人等人引导的上杉军。
结果毫无悬念，被身上揣著的財物所累，大內义円、大內宗常、岩津野重益等人根本就没有反抗之力，先后被上杉军所討取。至於他们身上揣著的財物，也尽数被先登入城的上杉军所瓜分一空。
正所谓覆巢之下，安有完卵
大內义纲、大內定纲父子听到喧譁声、喊杀声越来越近，眼见已是走投无路，也自知不可能绝境逢生，就召集仅剩的家眷一同在寢殿里先后自尽身亡。
而刈松田纲茂、梶內纲久、大內信纲等人可没大內义纲、大內定纲父子那般觉悟，他们依旧盘算著如何保住自己一命，就趁著上杉军尚未攻至本丸之前，率本丸之中仅剩的城兵、侍女、杂役等一百余人放弃抵抗，向上杉军投降。