科氏于天文二十二年（公元1553年）向武田家一方表示臣属，安云郡的仁科盛政也成为了武田信玄的直系手下。
武田信玄在确定了对信浓国的支配之后，开始以联姻的方式，来加强和信浓国武家名门之间的关系，这也算是武田信玄的怀柔政策，谁叫他在信浓也没有干什么好事呢！
仁科盛信在永禄四年（公元1561年），因为武田信玄的意志，所以迎娶了仁科盛政的女儿，并且成为了仁科家的养子，继承了仁科氏的名迹，并且还在元服的时候，得到了仁科氏的通字「盛」作为自己的偏讳，同时也开始成为统领仁科家一族一百余人的武田家足轻大将。
天正年间以仁科氏当主的身份，获得了本家所颁布的诸役免许和知行安堵这样的优厚待遇，同时还承担了对于武田领国敌对的越后国上杉家的，同时得到了国境警备的指挥的权利。
在武田信玄死后，他的异母兄弟武田胜赖成为了武田家新当主的后见役，他也顺理成章的成为了自己兄长的麾下。甲越同盟缔结之后，武田胜赖和织田家、德川家敌对关系极度激化。
天正九年（公元1581年）因为对织田家和德川家的对抗的需要，仁科盛信归还了自己本来的居城信浓国森城，转封成为高