今川义元早就有举兵上洛之心，于天文二十三年（1554年）和甲斐国（今山梨县）守护武田晴信（武田信玄），以及相模国（约当今神奈川县）小田原城主北条氏康组成“甲骏相三国同盟”，断绝了领国北面和东面的后顾之忧，开始积极筹划向西进军。永禄三年（1560年），在织田信长初步安定尾张国之后，东海道大名今川义元（いまがわよしもと）亲自率军攻入尾张国境内，今川义元对今川家进行了扫境出动的全动员。当时今川家的领地骏河、远江、三河，三国的石高在七十万石上下，今川义元做了全动员，集结了到的兵力。先锋大将井伊直盛沿东海道一路西进，其中包括德川家康（とくがわいえやす）。
永禄三年（1560年）5月19日，织田信长率领4000兵力出阵，此时（下午1时），桶狭间一带突然下起了大雨。织田军的士兵们大喜，于桶狭间偷袭今川义元，今川义元战死、今川军因而败退。战后，原本称霸东海道的今川氏从此没落，而获胜的织田信长则在中日本和近畿地方迅速扩张势力，奠定其日后掌握日本中央政权的权力基础。
之后三河国的松平元康（德川家康）接受了织田信长的私下求和，在两国将军队撤离边界与厘清彼此的国界之后，织田信长邀请松平元康前往尾张的清洲城缔结盟约，史称“清州同盟”。清州同盟的订立，稳定了织田信长的东翼不被威胁，至此，织田信长开始专心向西发展势力。
桶狭间合战（おけはざまのたたかい）之后，织田信长开始针对杀害与织田家同盟的斋藤道三而成为美浓国领主的斋藤义龙。斋藤义龙为一勇将，即便是织田军也难以击败。然而永禄四年（1561年）斋藤义龙突然死去，由嫡男斋藤龙兴继任家督，斋藤家的家臣们内部开始分裂，织田信长得以在对斋藤氏战上取得优势。
永禄七年（1564年），织田信长将妹妹阿市嫁给北近江的浅井长政（あざいながまさ）缔结同盟，以强化对斋藤氏的牵制。永禄九年（1566年），织田信长进攻墨俣受阻，命令木下藤吉郎（日后的羽柴秀吉）建立墨俣城，并以该城为据点。随着西美浓三人众（稻叶一铁、氏家卜全、安藤守就）、其相关者（竹中半兵卫等）、其它如蜂须贺正胜、前野长康、金森长近等人加入信长阵营，终于在永禄十年（1567年）于伊势长岛击败斋藤龙兴，将美浓国纳入版图。成为统治尾张美浓两国的大名时，织田信长时年33岁。
织田信长取得美浓后，采用中国周朝立于岐山后，打倒殷朝统一天下的故事，将美浓国旧主土岐氏斋藤氏的据点井之口改名为岐阜（ぎふじょう）。此时开始使用“天下布武”（てんかふぶ）印，并正式以统一全日本为目标。永禄十年（1567年）11月9日，正亲町天皇正式封织田信长为“古今无双名将”予以褒奖。
永禄八年（1565年），以京都为中心掌控畿内的权力者管领细川氏的执事三好氏，实权被有力武将三好长逸、三好政康、岩成友通等三好三人众与松永久秀所把握。意图使室町幕府权力复活的第13代将军足利义辉与三好氏的对立日趋严重，终遭暗杀。接着三好氏拥立足利义辉的堂弟足利义荣为第14代将军以作为其傀儡。松永久秀等人进一步欲暗杀足利义辉之弟足利义昭（あしかがよしあき），足利义昭在细川藤孝、和田惟政等幕僚的支援下逃出了京都投奔越前国的朝仓义景。足利义昭在看不到朝仓义景有讨伐三好氏的动静后失去了耐心。[4永禄十一年（1568年）7月，足利义昭开始接近美浓，织田信长承诺为足利义昭讨伐三好氏的同时，将养女雪姬嫁给武田信玄的四男武田胜赖，藉此与美浓国相邻的甲斐战国大名武田信玄缔结同盟。但雪姬于产下武田信胜后逝世，为此织田信长让嫡男织田信忠与武田信玄六女松姬约定婚约以保持友好关系，此作法也应用至周围各势力以巩固本国内外。
9月，织田信长以天下布武的大义名分，拥立足利义昭为第15代将军并开始上洛。对抗织田信长上洛的南近江战国大名六角义贤、六角义治父子，在织田军的猛攻下，观音寺城遭攻陷并逃亡伊贺，至此六角氏灭亡。此后六角氏则展开反抗织田信长的游击战。见到织田信长前往京都的上洛行动，执中央政治牛耳的三好义继、松永久秀等人了解到织田信长的实力而臣服，其它隶属于三好三人众的势力多数逃亡至阿波。剩下如池田胜正等人也投降织田信长。至此，从三好长庆以来，执掌中央政治的三好松永政权面临织田信长闪电般迅速的上洛仅半个月就垮台，拥立足利义昭为第15代将军的信长所建立的织田政权诞生。此时，足利义昭劝织田信长担任副将军之位，织田信长看透了将军家的盘算并谢绝之。此时，开始对伊势的侵攻，永禄十一年（1568年）神户具盛投降，织田信长将三男织田信孝送往神户氏为其养子。
永禄十二年（1569年），织田信长和伊势国司北畠具教开战。具教奋战后仍居劣势，于是接受织田信长开出的条件而投降。该条件是“织田信长次男织田信雄作为具教嫡男北畠具房的养子”。此后，伊势国为织田氏所支配。天正四年（1576年），织田信长打破对北畠亲子人身安全的承诺，北畠具教与次子长野具藤一同被杀，北畠具房数年后在幽禁中死去。织田信长对伊势的神户具盛亦采同样的政策。神户氏接受织田信孝成为神户家养子后，神户具盛被软禁。
永禄十二年（1569年）1月，趁织田信长率领织田军主力返回美浓的空隙时，三好三人众与斋藤龙兴等美浓浪人众共谋袭击足利义昭御所所在的六条本国寺（六条合战）。织田信长在大雪中堪称神速的行军，仅用两天援军就抵达京都（当时从岐阜到京都需历时3天），而在织田信长抵达前，由于浅井长政援军与明智光秀的奋战击退了三好斋藤军。