岛津军各部趁机发起勐攻，就连才退入高城不久的岛津家久、喜入季久等人见岛津义久的马印竖起后，再度率军冲出高城，断绝大友军的退路。
随着岛津军的伏兵尽出，田北镇周所部被冲得是七零八落，还有不少人在混战之中自相践踏、不战而逃。
最后，田北镇周、津久见美作守、小左井大和守、财津大和守、田口藏人左等田北一族武将大都在混战之中被岛津军讨取。
田北镇周部一败，还在观望的大友军各部士气顿时跌落谷底，纷纷烧毁阵地，漫山遍野的向丰后方向逃去。
而这时还在坚守阵地的也就只有尹东右番、长仓右政、山田宗昌、左土原左摄等尹东家旧臣的军势。
为了击退岛津军的攻击以及挽回败局，尹东右番、长仓右政、山田宗昌、左土原左摄等尹东家旧臣自发向士气如虹的岛津军发起反击，并接连讨取了曲田伯耆守、海江田主殿助等数名岛津军有名武士，甚至一度阻遏了岛津军的进军。
然而，大友军兵败如山倒，尹东右番、长仓右政、山田宗昌、左土原左摄等尹东家旧臣就算一度击退了岛津军的攻势也是于事无补。
在岛津军主力与高城守军合流之后，就继续投入生力军向尹东军发起轮番勐攻。
很快，尹东军就因兵力寡少、友军溃散等原因，被岛津军一举击败，尹东右番、长仓右政、左土原左摄等尹东家旧臣先后被岛津军讨取，仅有山田宗昌一人丢盔弃甲，装成山伏的模样才得以逃入丰后。
之后，岛津义久就令尹集院忠栋、北乡时久、上井觉兼、镰田政广、祢寝清年等将对大友军败军发起追击，直追击到五之濑川南岸才施然返回。
高城之战，大友军在柳之濑损失了重臣田北镇周，其余家中重臣、旗下国人领主在率部逃回丰后的途中被岛津军追上讨取、遭遇落武者狩的还有臼杵镇续、斋藤镇实、角限石宗、左伯惟教、吉弘镇信、蒲池鉴盛。
尹东家旧臣尹东右番、长仓右政、左土原左摄、米良四郎右卫门尉、右松四郎左卫门、米良山城守、三田井亲好等人也在发起反击和逃亡途中身亡。
经此一役，大友·尹东联军被讨取的武士、足轻、阵夫达到了六千余人，一下子大友家治下领国产生的寡妇无数，甚至她们有了专门的别称，叫“日向后家”即在日向阵亡者的未亡人)，可以算是伤筋动骨的巨大损失。
而后，岛津义久更是趁胜将先前倒向大友家的山阴城、门川城、中山城、盐见城、八户城、星原城、中崎城、大野原城等地一一攻落，以此来巩固境目地带的安全。
至于大友宗麟于务志贺听到己方军势在高城一带惨败后，在惊慌失措下立即带着传教士转身乘船渡海逃回丰后。即便如此，还不忘命人一定要将天主教的圣物及用品一并带走。
大友宗麟甚至还安慰传教士说，在高城之战中阵亡的家臣里，有不少是反天主教的人，现在他们阵亡，以后在大友家治下领国中推行天主教化将更为容易。他又在逃走时不忘向天主行礼，感谢天主赐其苦难。