1541年6月、信廉が11歳のとき、長兄の信玄は父の信虎を駿河国の今川義元の元へ追放、家督を相続しました。信玄はその後、信濃侵攻を本格化させて、翌年には父信虎が和睦していたはずの諏訪氏を攻めて滅亡に。

信廉が史料に登場するのは、信玄が諏訪統治を確立しつつあった1548年11月で、「高白斎記」には、信廉が諏訪衆に対し取次役をしていたようで、諏訪衆千野氏に武田方に謀反を起こした諏訪西川衆の追放と所領没収を伝えて知行増加を約束したこと、また、同じ「高白斎記」に、1551年7月、兄信玄の命令で、駿河の今川義元の娘を義信の正室に迎えることを諏訪衆に伝えたりもしたと記述されているそうです。

信廉の次兄信繫は、父信虎が溺愛し、信玄に代えて跡継ぎにしようと思ったほど優秀で、家訓をあらわしたりと兄信玄の信頼も絶大だったのですが、信廉にはあまりそのような話はなくて、「甲陽軍鑑」によれば合戦においては信廉はわずか80騎ばかりを指揮したという記述があり、兄信玄の馬廻り役として本陣を守ったり、後方任務ばかりで、ほとんど実績を挙げていないということ。

しかし武田家臣団編成を記した「軍鑑」の「惣人数」によれば、信廉は武田一族のなかでも武田姓の使用を許された御一門衆のうちでは、次兄の武田信繫の嫡男信豊の次に記載されているということで、1561年に第4次川中島の戦いで次兄の信繁が戦死したのちは、御一門衆の筆頭となりました。

そして1570年、信廉は、信濃国の高遠城主に任じられましたが、兄信玄が信濃を攻略し、上杉謙信と戦い、駿河攻めにと着々と領土を広げていくなかでの軍事面においては、次兄典厩信繁と異母弟の一条右衛門大夫信龍を最も信頼していたと「甲陽軍鑑」などに記述されているそう。

信廉は、1575年5月の長篠の合戦では、小幡信貞、次兄信繫の息子の武田信豊と中央隊に布陣していたということで、「信長公記」によれば、信廉は山県昌景に続いて攻撃を仕掛けたそう。しかし穴山信君らと、さっさと戦線離脱したという話です。

信廉は、長篠合戦までは、戦にも出て重要拠点の城に城代となったりしたのですが、長篠合戦後になると、勝頼が信長、家康連合軍に備えて、信濃、遠江に兵を派遣したなかに信廉の名はなく、北条氏との戦いでの決戦に備えた布陣にも信廉の名前はないということで、合戦に出る状態ではなかったよう。長篠合戦で多くの武将を失った勝頼にとって、叔父の信廉が頼りになる存在でないのは痛手だったはず。

長篠合戦以降の信廉は、隠居状態でまた病気がちでもあったよう。1579年の日付で、自分の手で自分の位牌をつくって寺に納めたり、形見分けなどをして死について準備をしていたということで、娘宛の手紙に「もうすぐ目も見えなくなるかもと」と書いていたということです。

信廉の正室は不明ですが、嫡男で1560年生まれの信澄（のぶずみ)、大龍寺麟岳(だいりゅうじりんがく、諸説あり)が、父信廉に代わって勝頼に仕え、武田家親族として武田家の問題や外交に対処していたということで、信廉は逍遥軒という名(きままにぶらぶらするという意味)のごとく、絵を描いたり仏像などを彫ったりと趣味に生きるようになったのかも。

そして1581年､信玄の息子で勝頼の弟、甥で娘婿にもあたる仁科盛信が高遠城主に就任したために、信廉は信濃国大島城(現長野県下伊那郡松川町)に移りました。

長篠の合戦の大敗のあと、武田勝頼は体勢を立てなおすために、1577年1月に北条氏政の妹と政略結婚して同盟を結びました。そして翌年3月に越後の上杉謙信が急死して、養子の景勝と景虎の家督相続争いの御館の乱が起きたときは、最初は氏政の弟景虎に味方したが、軍資金の提供、領地の割譲などの条件で景勝についたために北条氏との関係が悪化して東駿河、西上野が攻撃されたることに。

1581年に、勝頼は新府城を築いて入城、翌年1月になると武田家の親族の木曾義昌が織田信長に寝返り、信玄の従弟で妹婿の穴山信君も徳川家康に内通したということで、2月には織田、徳川勢による甲州征伐がおこなわれ、信長の嫡男織田信忠が先鋒となって織田勢が南信濃から侵攻。

武田家も寝返った人たちばかりではなく、立派に戦ったが及ばなかった人もいて、信玄の弟信繫とともに武将として信頼が篤かった異母弟の一条信龍は、文武両道の名将と言われましたが、家康、穴山信君からの降伏の申し入れを受け入れず、兄信玄に後見を頼まれた勝頼に従い、1万の徳川軍に対して3百の軍で戦い、落城後、息子とともに家康と穴山信君の前に引き出されて、さっさと殺せと潔く首をはねられたということ。

そして26歳の信玄の5男で勝頼の弟の仁科盛信は高遠城に3000の兵と籠城して3万の織田軍に徹底抗戦して討ち死に。3月、勝頼は未完成の新府城に放火して逃亡し、小山田信茂の居城の岩殿城をめざしたが、信茂は織田方に投降し、後方からは織田方の滝川一益が迫ったために、勝頼らの一行は武田氏ゆかりの地の天目山棲雲寺へ行く途上の田野(現山梨県東山梨郡大和村)で追手に捕捉されて、嫡男の信勝や正室らとともに自害。

なお、信廉の息子の信澄、大竜寺麟岳は、勝頼に最期まで従ってで共に自害、勝頼の嫡男信勝と刺し違えたという説もあり、天目山での麟岳は、織田方の記録の「信長公記」にも「長老、中でも比類無き働き」と称賛されたそう。

信廉は、織田信忠の大軍が攻め寄せたときに、ほとんど抵抗らしい抵抗もせずに大島城を放棄して甲斐へ退却。そして天目山で武田勝頼らが自刃した後、織田軍の執拗な残党狩りで、農民にかくまわれているところを発見されて捕らえられ、甲斐国府中の立石相川左岸で、信忠の命令で森長可の配下の各務元正(かかみ)、豊前采女によって51歳で斬首されたそう。

「森家先代実録」によれば、信廉は、各務、豊前らがあらわれた時には刀を膝に置き、警戒した様子だったので、各務が、森長可所有の名馬「百段」を見せるとうそを言って信廉を外へ誘い出して一太刀を浴びせ、豊前がとどめをさしたとか、または必死に逃げ回ったと云い伝えられているそうです。

「甲陽軍鑑」によれば、信廉は骨相が似ているということで、兄信玄の影武者を務めたことで有名で、側近でも見分けがつかなかったほど酷似していたそう。

1573年、西上作戦中に信玄が病死したのち、信玄の遺言で3年の間、信玄の死を内外に隠すことになったのですが、信廉が信玄に成りすまして武田軍は甲府へ引き揚げたということです。また、北条氏政が信玄の死去を疑って、ほんとうかどうか確かめるために使者として板部岡　江雪斎(いたべおか　こうせつさい)を甲斐に派遣したとき、信廉は影武者としてみごとに板部岡をあざむいたということで、板部岡は「信玄は生きているが病気」と報告したという逸話も残っています。

信廉が率いた兵は80騎といわれていますが、これは武田一門としては少ない数だそうで、しかもこの兵も1560年に謀反を起こして成敗された、父信虎の弟の勝沼信友の息子で従弟の信元の配下だった250騎の一部を、信廉の隊として再編成されたものだということで、次兄の信繁が兄信玄にかわって全軍の指揮を取ることもあったのに、信廉は信玄から戦いでは期待されていなかったということかも。

しかし、「甲陽軍鑑」には、駿河国の花沢城を攻めたときに、信廉が敵からの射的内にあった家屋の屋根に登って戦闘経過を見守っていたので、家臣が心配して戸板で盾を作ろうとすると、信廉は「運命の矢からは逃れることはできない」と言って、盾をことわって立ち続けたということで、達観した武将らしいところはあったようですね。

信廉は、画家として知られていて、甲府の大泉寺に所蔵されている父を描いた、武田信虎像（重要文化財）、また、長禅寺に所蔵されている、母の一周忌に描かれた武田信虎夫人像（重要文化財）といった肖像画のほかにも、兄信玄を模したと伝わる「鎧不動尊画像」(塩山・恵林寺)や、長禅寺蔵の「渡唐天神像」などの絵画などの作品が今でも伝えられているということ。

また信玄はなにかといえば家臣たちに起請文を書かせて提出させていましたが、1567年、信玄が生島足島神社に奉納した家臣団の起請文には信廉の直筆の起請文が残っているそう。信廉は達筆であったために、信玄の口上の代書役もつとめたといわれています。

甲府に朝廷の使者として下向して、京に帰った公家の四辻季遠の「まこと、甲斐の地は雅趣豊に候」という報告が残っているということです。これは接待役を務めた信廉らのおかげで、蹴鞠や能楽、連歌等が催され、うるさい京都人の都会的な感覚にもマッチした気のきいたみやびやかな接待がおこなわれ、成功したという証拠では。信玄の正室が公家の三条氏出身でもあり、信玄の面目が立つような接待が出来る人だったのではないでしょうか。

また、長篠の合戦の2年後の1577年に、高野山で武田家と縁のある宿坊の成慶院と引導院とで争いが起き、信廉が引導院に助力したので引導院が有利に決着したということで、信廉は武人というより文化人として調停が向いていたのかも。