河屋城を落とすと、秀吉は備中高松城（岡山市・清水宗治が城主）に軍勢を集結させた。城の周囲を見渡すと三方が深い沼地になっており、人や馬が通れる場所はまったくなかった。そして残る一方は幾重にも大堀が構えらえており、ここは毛利家が何年もかけて普請（ふしん：築城に関する土木工事）してきた難攻不落の要塞だった。例え日本中の勢力を集めた大軍で攻めたとしても、落とせそうにはなかった。
そのため秀吉は熟考し、水攻めをすることにした。城の周囲２～３里（８～１２ｋｍ）に山のような堤を築き、堤の裏には木材を使って水をせき止めるための柵を作り、大河や小川の河上を辿って開鑿（かいさく：土地を切り開いて道路や運河を作ること）し、岩石を崩し、谷ノ口や水田の用水、溜水に至るまでことごとくせき止めたため、高松城の周囲はたちまち湖のようになってしまった。
そして新しく築いた堤の上に攻撃用の付城（つけじろ）をいくつか作り、さらには大きな船で連隊を組み、「乙の丸」という曲輪（城壁や堀などで仕切られた城の区画）に攻め込み、曲輪を隔てていた壁代わりの建物を次々と取り壊していった。それにより「甲の丸」という曲輪と一つに繋がってしまった。
敵兵は水深を見ながら竹や葦を糸で組み、板を並べて住まいを作ろうとした。その波に漂う陣小屋は、小舟のようにゆらゆらと揺れていた。それはまさに籠の中の鳥や、網の中の魚のような悲しい気分を味わっているようだった。
これとは別に秀吉は、１万少々の軍勢を城から５町１０町（５００ｍ～１ｋｍ）隔てて陣取らせ、後方の備えをさせた。すると毛利輝元、小早川隆景、吉川元春は、何とかこの高松城を救わねばと考えた。そして備中表（おもて）にて決死の覚悟で戦おうと、１０ヵ国から８万余りの兵を集め、備中高山（こうざん：総社市の高山城）に続く釈迦が峰、不動岳に陣取った。彼らと秀吉との距離は１ｋｍ程度しかなかったが、その間には大河があったため、すぐに攻め込むことはできず、数日の間は手をこまねいていた。
秀吉は毛利の大軍を攻めるかどうか決めかねていた。攻めれば打ち破る自信はあったが、中国地方の平定について信長に意見を伺ったところ、軽々しい戦はしないようにとのお達しが、使者とともに堀秀政、中川清秀、高山右近、池田元助（池田恒興の嫡男）らが加えられ遣わされた。
そして信長は信忠（信長の嫡男）を伴い京に入った。そして惟任日向守光秀（これとうひゅうがのかみ：明智光秀）を援軍として備中に送り、すぐに着陣し秀吉と相談しながら事に当たるようにと命じた。そしてその戦況によっては信長自らも出陣を厭わない旨をも伝えた。
惟任退治記全文掲載
- 毛利が何年もかけて築き上げた難攻不落の要塞
- 城の周囲を湖のようにして攻めた秀吉
- 秀吉の援軍を命じられた明智光秀