過程
熟悉地理的大友軍在大村山布下本陣，在山上布下1000餘騎，在連線豐前和豐後的要道立石卡留下田北檻生、木付親實的千人，而在側道的地藏卡還有志守泰久、野原昌久為首的800人。此外，作為預備隊，大友還派出大神鎮氏、林鎮治所率的300人，在陸鳴越排開陣勢，準備隨時支援吉弘氏直。在此，大友軍準備利用立石卡和地藏卡的地勢，先對冒進的大內軍實施夾擊。然後由氏直所率的本隊，對敵人進行最後的打擊.
而在系口原布陣的大內軍，在派出忍者刺探出了大友軍的大致位置之後，停止了前進。大內軍一面放出間諜，向大友軍散布“將從正面發起進攻”的假情報，一面在當地宇佐郡的土豪佐田氏等人的指引下，於四月五日的深夜，從宇佐方面迂迴，穿小路，在六日黎明前到達了大友軍本陣大村山側面的勢場原，從敵人的背後發起了奇襲戰。
6日早晨，大友軍發現面前的敵軍突然蹤跡不見，正錯愕間，突然從身後傳來陣陣喊殺之聲，頓時陣腳大亂。
“敵軍從天而降！”
此時，大友軍的廣瀨美濃守裕則立刻向主帥氏直提出了先調回立石卡和地藏卡的部隊，然後再與大內軍決戰的意見。可是，血氣方剛的氏直根本聽不進去。他毅然率領少數親護，衝下大村山，向大內軍發起了突擊。
而大內軍早已在山下擺下了鶴翼之陣，等待從山上衝下來的大友軍自己鑽進口袋。在短暫的互射弓箭之後，兩軍展開了激烈的白刃戰。一馬當先的氏直很快就中箭落馬，在徒步繼續搏殺了一陣以後，再次中箭，氏直頓時斃命。為了搶救氏直，副帥寒田親將和廣瀨裕則先後孤軍突入大內軍，但寡不敵眾，雙雙陣亡。大內軍離空前的大勝利只差一步！
就在勢場原激戰的同時，駐紮在立石卡和地藏卡的1800大友軍，馬上回師增援。利用熟知的地理優勢，回援的大友軍不斷從各個方向殺出殺進，將準備慶賀勝利的大內軍沖得七零八落，屁滾尿流。以杉長門守為首的大內軍358人討死，主帥陶興房負傷。結果，潰不成軍的大內軍只好撤出戰場，在佐田鄉附近集結了殘餘部隊以後，經海路中國（今山口縣），退回了本國。而先負後勝的大友軍的死者，也達到了273人。
評論
避開占地利優勢的敵軍，大內軍在散布了謠言，麻痹了敵人以後，作了一個漂亮的機動，成功地繞到了大友軍的背後並發起了進攻。到此為止，大內軍可以說是大大的成功。可惜，興奮過度的陶興房大概忘記了還有1800的大友軍在自己的背後。而從記錄來看，陶興房也確實沒有對背後的敵人作出什麼布置，結果先勝後敗，讓此前的種種努力付之東水，也為戰國的其他武將留下了一個極好的反面教材。（看看謙信，留下強大的後衛部隊阻止武田別動隊回援，雖然最後沒能一口吃掉武田本隊，也能全身而退。再看看陶興房，真是不能比）反觀大友軍，雖然開局不利，但能夠利用地理優勢，立刻重整士氣，反敗為勝，確實了不起。要是主帥氏直再能夠保持冷靜，從諫如流，避開大內軍的鋒芒，等待前衛部隊回援，前後夾擊大內軍的話，恐怕一場更大的勝利也不是不可能。從這裡也可以看出，為將者，時時保持清醒的頭腦是多么的重要。
