家康终于焦急起来，他派人向小早川秀秋传话道：“喂，你到底要加入哪边，快些做决断吧！”他已做好了最坏的打算。
石田三成也是这么想的。见到这时秀秋的动静非常奇怪，大谷吉继为了防备小早川背叛，对著松尾山方向列起了阵。
再也无法忍耐的家康命令用铁炮向松尾山射击。秀秋至此也知道态度不能再继续暧昧下去了，于是下命令，全军向著西军的大谷军，一边用铁炮射击一边冲下山去。
东军见到这一幕，哇地一声叫了起来，欢声回荡在关原的山野之中。
家康在马上认为时机已到，下命令道：“发动总攻！”东军九万人的总攻于是开始了。
虽然大谷吉继预想到了小早川秀秋的背叛，但怒气还是充满了全身。他因为患了痳疯病，眼睛几乎失明，但还是坐在家臣们抬的板舆上，四处奔走指挥。紧接著，原来跟从西军的胁坂、朽木、小川、赤座等西军也接连发生变节，西军乱成一团。
大谷吉继知道友军大势已去，在乱军中切腹自尽。吉继原本打算跟从家康前去征讨上杉，正出了领地之际，受到石田过分的请求，虽然劝阻石田的行动不为所受，但最后还是加入了西军，加入西军后，又舍弃性命地战斗不息。在西军的十万人中，真正拼命作战的，恐怕只有石田三成和大谷吉继这样的人吧！吉继是为了友情而殉身的。
秀秋队冲下山来，横切大谷队，大谷队被击破。见此，西军士气大落，小西队被击破，宇喜多队被击破，岛津队被击破。终于，石田三成的本队也因黑田、细川、田中的东军奋力攻击而大溃。
被击破的各军都舍弃了战场，各自四散逃命去了。这时是下午二时左右，东军大获全胜。
家康将本阵置于略高的地形之上，这时，已脱去了头巾，戴上了头盔，露出欣喜的笑容：“所谓系上胜利之盔的带子，指的就是这个吧！”
黑田长政、福岛正则以下诸将纷纷前来祝贺。一直下到现在的小雨，到了四时左右，已成了昏天黑地的大雨，各队都无法进食。家康四处向各队传令道：“现在大家肚子很饿，连生米都想用来充饥，但这可对肚子不好。把米好好浸在水里，到八时左右再进食。”战场经验丰富的家康，对这样的小事也想得面面俱到。
的确如此，米进水后会好一些，但据说这些水被战死者的血染红了，连米都变成了红色，由此可见战役的激烈。
家康向大津继续进发，在琵琶湖畔的三井寺安下了本阵。这时秀忠才沿著中山道迟迟抵达，没有赶上合战。家康非常恼火，但在本多正信的调停下允许了同他的见面。秀忠的迟到，是因为途中受到信浓上田城真田昌幸、幸村父子的干扰。
家康开导秀忠道：“像本次这样的大战役，好比是围棋，落下了最重要的棋子，对手就是有再好的棋子，也只不过是徒劳而已。同样，如果在大的战役中取胜，像上田这样的小城，之后也会投降。”
石田三成战败而逃，不知所遁，但不久有人发现他在伊吹山深处，打扮成樵夫的样子，于是很快他在居住的洞穴里被捕了。被押送到大津后，家康命人将小袖（绢织的衣物）给他穿的时候，他连手都动不了了，情景悲惨之极。
在斩首处死前，三成被关在牛车里于京都游街示众，这时他口渴乞水。警卫的兵士回答说没有水只有柿子。三成道：“柿子乃痰之毒，还是算了吧。”
旁边的人都大笑了起来：“马上你就要被斩首了，事到如今不用再顾及自己的身体了吧！”
三成凛然回敬道：“尔等都是这么想的吗？胸怀大志之人，即使是临死之前仍然是一如既往珍惜自己生命的啊！”这句话，后来成了名言。
总而言之，从未上过战场的三成，以一介年轻之身，指挥三十六国诸大名和十万兵马，以人人敬畏的家康为对手，进行了一场历史上轰轰烈烈的大战，作为武将来说也是颇为不错的人物了。在他的居城佐和山城被攻陷的时候，据东军的搜查，丝毫没有金子一类的积蓄。这是因为平日里他将收入都分给了众多的家臣。
而小早川秀秋那样卑鄙的性格，只会遭来众人的恶评。
三成、安国寺惠琼、小西行长三人作为首犯被问以斩罪，宇喜多秀家被流放到八丈岛。
家康从大津进了大阪。有关秀赖和秀赖母亲淀君的处理，家康说：“秀赖尚且年幼，淀君则是女流之辈，二人与这次战争无关。”使得二人安下心来。
家康已将天下握在了手中，关原合战之前，他已有著无上的威势，在战役结束后，已完全是号令天下之身了。家康接著对关原之战中立下勋功的大名进行奖赏，对敌对的大名进行惩罚，实行“论功行赏”。结果，毛利、岛津、上杉等大名领土被大幅缩减，而黑田、福岛、池田、藤堂等则一下子成了大大名。
然而，家康并不是仅仅分给这些大名更多的领土，他们都是一些被秀吉一手提拔起来的大名，内心尚不清楚，表面看起来屈服于德川家的威势而成为了同伴，但不知何时又会违抗德川家，令家康担心。
于是，家康将大名分成三类：谱代大名、外样大名和亲藩大名。
所谓谱代大名，是从昔日起就一直跟从家康，性格一清二楚的家臣成为大名后的称呼，其中大多是三河人。例如榊原康政、本多正信、井伊直政、鸟居忠政、土井利胜、奥平家昌等人。亲藩则是与德川家有亲戚关系的大名。外样大名是其他那些信长、秀吉时代开始就存续著的大名。
家康对关原之战中立下战功的大名加封了许多的领地，同时以交换国家为名，将他们的领土进行迁移。
这样的大名大致有如下几家：
福岛正则（旧二十四万石）加封为五十万石─从清洲（爱知县）转封到安芸、备后（广岛县）。
池田辉政（旧十五万石）加封为五十二万石─从三河吉田（爱知县）转封到姬路（兵库县）。
细川忠兴（旧二十三万石）加封为三十九万石─从丹后宫津（京都府）转封到丰前小仓（福冈县）。
田中吉政（旧十万石）加封为三十二万石─从三河冈崎（爱知县）转封到筑后久留米（福冈县）。
山内一丰（旧七万石）加封为二十万石─从远州挂川（静冈县）转封到土佐（高知县）。
浅野幸长（旧二十万石）加封为三十七万石─从甲斐（山梨县）转封到纪州和歌山（和歌山县）。
很显然，在进行二倍、三倍加封的同时，将他们都转封到离江户很远的地方来以防万一。大名们没想到会有这么多的加封，欢天喜地前往新领地去了。“从今以后，更要对德川家尽忠义才行哪！”他们都感激不尽。
家康一方面将外样大名送去远方，另一方面将重要的土地交给诸位谱代大名来把守。以江户为中心，家康打算避开皇居所在的京都和与之相近的大阪，将江户作为政治的中心地。
纵观以往的历史，藤原氏、平氏、足利氏恐怕都是被京都浮华的生活给毒害了的。只有源赖朝在镰仓建立幕府，养成了质实刚健的风气。家康深为尊敬赖朝，他一直到死都对古代记录了赖朝治绩的《东鉴》（吾妻镜）一书爱不释手，自己也出版过，还令名叫林罗山的学者写下了《东鉴纲要》一书。
家康在庆长八（一六○三）年二月，官叙右大臣，由朝廷封为征夷大将军。