戰鬥打響後，臼杵鑒理正面與秋月軍激戰，雙方你來我往，互有傷亡。就在秋月種實全力應對正面進攻時，吉弘鑒理突然從側翼殺出，如尖刀般秋月軍陣中，瞬間打了秋月軍部署。接着，戶次鑒連率領銳突襲，直搗秋月軍本陣。

秋月軍腹背敵，頓時陷混，士兵紛紛潰散。秋月種實見勢不妙，只得率領殘部突圍，向休松城撤退。長谷山一戰，大友軍大獲全勝，斬殺秋月軍兩千餘，繳獲大量糧草、武。

首戰告捷，大友軍士氣大振。戶次鑒連不給叛軍息機會，下令乘勝追擊，直休松城。休松城守將見秋月種實大敗，軍心渙散，本無力抵抗，在大友軍抵達城下當天，便開城投降。

短短三五日，大友軍便連破兩城，秋月叛軍損失慘重。消息傳到後，大友義鎮大喜過，下令三位家老乘勝進軍，攻克古山城，徹底剿滅秋月種實的殘餘勢力。而此時的秋月種實，已經退至最後的據點古山城。

古山城地勢險要易守難攻，秋月種實吸取前兩次戰敗教訓，不再與大友軍野戰，而是決心憑險固守，堅決打持久戰。為了守住城池，秋月種實可謂是煞費苦心。他一面瘋狂加固城防，城牆加高、挖掘深壕、壕中灌水，還設置了麻麻的鹿砦、拒馬；一面將從利元就那裡獲得的糧草，以及城中百姓糧食全部集中起來，囤積城中，做好長期堅守準備。

不僅如此，秋月種實還嚴明軍紀，下令：

凡臨陣逃者，斬！

凡私藏糧草者，斬！

凡搖軍心者，斬！

在秋月種實的高統治下，城中軍民一心，士氣反而變得異常高昂。

當戶次鑒連、臼杵鑒速、吉弘鑒理率領兩萬大軍抵達古山城外時，看到的是一座固若金湯、嚴陣以待的城池。“看來秋月種實這次是鐵了心要跟咱們耗到底了。”吉弘鑒理看着城牆上嚴陣以待的守軍，眉頭鎖，“這古山城地勢險要，城防堅固，攻恐怕會損失慘重。”

臼杵鑒速在旁也點頭附和：“咱們糧草雖然可稱充足，但長途奔襲，補給過長，不宜久戰。若不能速戰速決，一旦利元就真的派軍來援，或者其他勢力再次響應，咱們就會陷被。須知，門司城還在利家手中。”

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