貞久から8代目の桑山重晴の時に豊臣秀吉・豊臣秀長に仕え、但馬国竹田に1万石を与えられる。その後和歌山城代をつとめて2万石を加増、さらに和泉国谷川に1万石を加増され、4万石の所領を領する。重晴の隠居後は次男の元晴に1万石、嫡孫の一晴に2万石を分知する。関ヶ原の戦いでは東軍に属して本領を安堵される。
重晴の所領である谷川藩は後に孫の清晴が家督を継ぐが、慶長14年（1609年）に幕府から勘気を被って蟄居を命じられ改易された。谷川藩は廃藩となり、所領は清晴の父元晴の所領に編入された。
重晴の嫡孫の一晴は、関ケ原の戦い後に大和新庄藩を立藩した。その後一直、一玄と続くが、4代藩主一尹の時に改易された。
重晴の次男の元晴は、父から1万石を分け与えられ、関ヶ原の戦い後に御所藩を立藩した。その後、改易となった清晴の所領も継いで2万6000石となる。元和6年（1620年）に元晴が死去したのちは次男の貞晴が家督を継ぐが、嗣子の無いまま寛永6年（1629年）に死去する。貞晴は弟の栄晴を末期養子として継がせようとするが、認められず改易となった。
大名としての桑山氏は断絶したが、元晴の系譜や他の庶流が旗本として存続した。
