在经过了鸟羽伏见之战爆发后，政府派和幕府派的战争已经是全面展开，屡战屡败的幕府军不得不退到德川幕府的控制下的江户。而在鸟羽伏见之战中损失惨重的新选组，也一并退到了江户重整旗鼓。此时的新选组已经是损失惨重，人员数量已经大不如前，但因为之前的伤者如今伤愈归队，所以新选组的人员恢复到了70人左右。但即便是面临这样的惨败，新选组还是打算和幕府同生共死，全其忠义之名。
不过，有感于鸟羽伏见之战的失败，新选组的局长近藤勇和副局长土方岁三着手对新选组的作战模式和军制做出改革。鸟羽伏见之战时的惨败，让新选组副局长土方岁三在鸟羽伏见之战后说的那样，“刀剑的时代已经过去，日后的战争将由枪炮主宰”，因此新选组全员开始换装西式军服，并且开始学习使用火枪和火炮，其目的是为了能够和装备火枪和火炮，接受过西式军队训练的政府军相抗衡。
不得不说，新选组的反应是十分迅速的，此举确实可以让他们在短时间内和对方相抗衡，这对于接下来的战事是有帮助的。但是新选组的人力十分短缺，而且指挥结构也出现了不可挽回的破损，这主要是因为之前的鸟羽伏见之战，再加上对叛变成员的清洗导致的。因此，新选组的副局长土方岁三在对新选组进行改革的同时，还不得不四处招募成员，以便于补充新选组本就捉襟见肘的兵力。
但也就是在新选组进行军制改编时，坏消息也是接踵而来，幕府军则因为之前德川庆喜在鸟羽伏见之战和大阪之战中的脱逃而士气低落，另一方面则是政府军对幕府军穷追不舍，大有一种要一鼓作气荡平德川幕府的态势，其部队已经开始向江户进发。新选组固然决心要和政府军决一死战，而德川幕府的陆军总裁胜海舟也和新选组的局长近藤勇在1868年2月28日会面，胜海舟带来了幕府的命令，要求新选组改编为甲阳镇抚队，并前往甲府城阻击政府军攻势。
胜海舟当然不是空手而来，他是给新选组带来了补给和补充兵员的。胜海舟很慷慨的为新选组提供了三百支法国产的前装步枪、两门法国4磅前装火炮和军资5000两，另外还为新选组提供了200名补充兵员。同时，胜海舟还抛出了一个让新选组局长近藤勇无法回避的条件——若近藤勇率军守住了甲府城，则他可以被幕府封为大名，甲府城也就成为了他的封地。
试卫馆出身的近藤勇无法拒绝胜海舟开出的条件，他实在太想成为大名了，故此率领改编为“甲阳镇抚队”的新选组在3月1日向甲府城开进。但是这一路免不了要翻山越岭，胜海舟给的兵员又都是在连续失败中几乎丧失斗志的溃兵，所以他们的行军速度是怎么样的完全可以推测。后世说甲阳镇抚队的行军速度缓慢，是因为近藤勇一路上大肆宴请宾朋是不正确的，因为甲阳镇抚队实际上是以每天20左右公里的速度在强行军，考虑到甲阳镇抚队的兵员状况，再加上时代限制和山路难行，那么甲阳镇抚队的速度并不算慢了。
而近藤勇不知道的是，甲府城已经在3月4日投降了政府军，政府军约3000人的兵力已经进入到了甲府城之中。眼见甲府城已经被政府军占据，甲阳镇抚队只能退守胜沼待援，但恶劣的情况在于，因为甲府城落入政府军手中的消息扩散，所以甲阳镇抚队内的补充兵开始逃散，近藤勇极力安抚部队，并声称会津藩援军将在不久后抵达。可实际情况是，前往神奈川寻求援军的土方岁三无功而返，对方拒绝出兵援助甲阳镇抚队。
3月6日，甲州胜沼之战爆发，政府军自对甲阳镇抚队展开了攻势，甲阳镇抚队将本阵设立在了柏尾桥，同时分兵防守本镇北侧的观音阪、南侧岩崎山阵地、岩崎山和柏尾山之间的峡谷等险要之地。近藤勇在战术上本身没有错误，可是甲阳镇抚队内的补充兵员素质太差，补充兵员在战斗开始后就因为承受不住政府军的优势兵力和火力而出现了溃逃者，各处阵地也在政府军的攻势下相继失守。
面对政府军的攻势，原身为新选组番队队长的永仓新八、原田左之助和斋藤一等人均要求撤退，但近藤勇则不许部下撤退，简称会津藩的援军不久即将抵达。眼见战况愈发不利，近藤勇又不肯撤退，故各自率领部下分散突围，近藤勇眼见大势已去，不得已也带着部队向后方撤退。此战的失败导致了甲阳镇抚队的兵力伤亡过半，而旧新选组干部之间也爆发了严重冲突，最终这导致了永仓新八等人脱队，斋藤一被解除指挥权。事实上，也就是从甲州胜沼之战结束时，新选组就已经因人心溃散而名存实亡了。