得到盟友田中吉政的支持后，上杉景胜终于鼓足勇气，决定与三倍于己的丰臣军展开对决。此时上杉军六千人，其中上杉景胜直属一千人，加地春纲两千五百人，直江兼续五百人，新津勝资、千坂景亲、岩井信能、吉江定仲四将合计一千八百人，另有各部残军两百人；而田中吉政手中有三千人，其中直属备队一千五百人，六名家老合计一千五百人。
这支总共九千人的联军，以上杉景胜为总大将，田中吉政为先锋，沿汤川北岸布阵。与其相对的，是紧追过来的小西行长、中川秀成两部六千人，这两支部队跟随岛津义弘攻入本丸，并在攻克天守阁的战斗中立下战功，但是他们并不满足，在得知岛清兴被突破后，立即向岛津义弘请命作为先锋追击上杉军。得知上杉军退无可退只好在川畔布阵后，两人也不敢轻举妄动，而是在其对面百米处布阵，等待后续援军的到来。
上杉景胜明白，川北的丰臣军中，以岛津、黑田、大谷、岛四家最为善战，相对的，小西、中川、新庄、生驹等则是泛泛之辈，如今摆在自己面前的两支军势正好都是容易对付的角色，而且兵力在己方之下，若是能在援军抵达之前将其击溃，定能给自己争取足够的筹码。
直江兼续对此设想表示赞同，他将加地春纲和田中吉政召至本阵，要求田中吉政乘丰臣军尚未站稳脚跟发起进攻，加地春纲率领两千五百军势作为中军准备增援，最后是新津勝资、千坂景亲率领一千人巩固战线，力图一战溃敌，之后再派遣使者与丰臣军议和。
在田中吉政看来。自己已经被直江兼续当作上杉氏的家臣呼之则来挥之则去，这让他更加坚定了此前的决定。回到阵地后，田中吉政立即派人前往对面小西行长本阵，告诉他自己决定临阵倒戈，希望丰臣方能给自己一个将功补过的机会，生擒上杉景胜戴罪立功。
小西行长乃是商人出身，心思缜密，对于田中吉政所谓的临阵倒戈很是怀疑。
“该不会是诈降。待接近我军时突然发起攻击吧？”小西行长思忖道。
同为九州大名的中川秀成微微颔首：“不能排除这个可能……不过毕竟是三千人的军势，若真能倒戈，我军将在兵力上占据优势，这样一来，不用等待援军抵达便能击败上杉军，到那时。战功全都是你我的啦。”
“听起来不错，可是……”小西行长思考良久，最终想出了一个较为妥当的计谋：“信中说担任进攻中军的是加地春纲。不如就让田中军在冲锋至一半时反戈一击，直接进攻加地春纲的军势，若是他照此做了，那便可以信任，我军也可立即出兵支援；可若是没有，那便是有意诈降，你我也好有个准备。”
“此计甚妙，”中川秀成点了点头，“可是冲锋至一半反戈，难度未免大了点…”
“这倒无妨。”小西行长微笑道，“我只是让其反戈。不一定要成功击败加地春纲，只要他能与加地春纲开战，并且伤亡达到一定程度，自然就能证明他的忠诚，其他的就交给吾等好了；况且若是早有准备，中途倒戈绝非难事。”
见中川秀成没有反对，小西行长便将自己的想法告知使臣，让其立即返回田中本阵，告诉田中吉政按计行事。
田中吉政也不是傻瓜，他深知此前的反水已经让自己失去了丰臣方的信任，此番小西行长做出这般决断也是情理之中。作为回应，田中吉政将印有花押和血手印的誓书密送给小西行长以表忠诚，同时为了倒戈顺利，他以商讨军务为由，在出战前将上杉氏安插的监军全部召集到本阵，用迷药将其迷倒之后全部斩杀，一举扫清了倒戈的最大障碍。