こうして父幸隆が武田氏のもとで再出発したこの時期、１５４７（天文１６）年に昌幸は真田幸隆の三男として生まれました。母は山之手です。　

やがて武田晴信は諏訪地方、伊那地方、佐久地方をほぼ制圧し、信濃を北上するために村上氏を攻撃しました。
村上氏は海野一族が逃亡した後、小県を支配していたので、真田氏にとって仇のような存在でした。

１５４８（天文１７）年２月１４日に武田晴信と村上義清による上田原の戦いが起きましたが、この戦いで晴信の重臣である板垣信方などが戦死、晴信本人も負傷し、武田軍は村上軍に大敗退してしまいました。
武田氏は諦めずに、１５５０（天文１９）年９月９日から村上氏の戸石城への攻撃を開始しましたが、武田軍は村上軍に再び大敗退しました。
しかし、翌年の１５５１（天文２０）年５月、幸隆による村上方の切り崩しが成功して戸石城を真田単独で攻略し、真田氏は長年の夢だった本拠地である真田への復帰を果たしました。

１５６１（永禄４）年、第四次川中島合戦が勃発。昌幸はこの戦で信玄の小姓として初陣を飾りました。この時、総大将である武田信玄から「昇梯子の鎧（のぼりばしごのよろい）」を授かりました。
この合戦は川中島合戦で最も激戦だったとされ、武田方の本陣が切り崩され、上杉隊が信玄に迫りました。旗本の諸隊がちりぢりになった時でも、昌幸は土屋平次郎昌次とともに、逃げることなく信玄の近習としての務めを果たしました。

その後も昌幸は、土屋平次郎・曽根内匠昌世・三枝勘解由左衛門（守友）らと共に信玄に重用されました。

１５６７（永禄１０）年１１月、勝頼に待望の嫡子である信勝が誕生した時に昌幸は武田氏の重臣として信玄からの祝いの使者を務めました。この頃、昌幸は足軽大将に昇進し、信玄の家臣としての地位を更に確実なものにしていったようです。

１５７０（元亀元）年、武田氏による駿河国の花沢城への攻撃では二番槍の功を立てました。

この頃、信玄は昌幸のことを「わが両眼のごとき者」と褒め称えました。

１５７２（元亀３）年１０月、信玄が京の都に向かう西上作戦を実行に移しました 。この時、昌幸は足軽大将として騎馬１５騎、足軽３０人を引き連れて参陣しました。

１５７２（元亀３）年１２月、信玄は遠江三方ヶ原の戦いで徳川・織田連合軍を敗り、家康を浜松城に追い詰めましたが、翌年の１５７３（天正４）年３月に信玄は徳川氏を攻撃している最中に病気が悪化して信濃国伊那の駒場（現在の飯田市）まで退却し、４月１２日に病死しました。（武田信玄 享年５３才）

１５７４（天正２）５月１９日、父である幸隆が信玄の後を追うように上野吾妻の地にて６２才の生涯を終えました。（信綱３８才）

信玄が三方ヶ原の戦いで攻略した長篠城は室賀信俊が守っていましたが、信玄が亡くなった混乱を狙って徳川氏が奪還し、武田氏を裏切った奥平信昌がその城主になりました。この頃、父幸隆を亡くし真田氏の家督を継いだ信綱は、激しさを増した上杉氏からの攻撃から吾妻郡を守るのに苦慮しました。

武田勝頼は父信玄の意志を継ぐため、信玄の死で中途半端に終わった徳川氏への攻撃を再び始めることで、武田氏の勢いを高めようと考え、軍隊を西へ進めました。この時、信綱にも出陣の命令が出ました。

そして、１５７５（天正３）５月２１日に織田徳川連合軍と武田軍の大規模な衝突、「長篠合戦」が起こりました。それまで最強と言われた騎馬軍団を中心に猛威をるった武田軍は、組織的な手法でその威力を十分に発揮した織田・徳川連合軍の鉄砲隊に惨敗しました。この戦いで武田氏の重臣である馬場信克・山形昌景・内藤昌豊ら多数の名だたる武将が戦死し、武田軍の戦力は大幅に弱体化していきました。そして、小県郡や佐久郡の望月義勝や祢津是広らと共に右翼隊として奮戦していた真田信綱（３９才）とその弟である昌輝もこの激戦で設楽原にて戦死しました。この時、昌幸は戦線の後方において総大将である勝頼の本陣周辺で働いていたため、戦死は免れました。

この戦いの後、幸隆の三男である武藤喜兵衛が本来の真田姓を名乗り、真田昌幸として真田家を継ぐことになりました。（昌幸 ２９才）