廉頗見趙軍屢戰失利，於是禁止趙軍與秦軍交戰，堅守不出，與秦軍對峙。
秦軍多次挑戰無果，兩軍相持不下，趙王多次責備廉頗消極應戰。
長平之戰爆發後，趙國在作戰中失利，一個都尉陣亡。
趙孝成王召見謀臣樓昌和虞卿，計劃派出軍隊輕裝行軍襲擊秦軍。
樓昌認為，與秦國為敵對趙國沒有好處，應該立即派使者去秦國議和。
虞卿認為，主張現在就與秦國議和的人，認定秦趙交戰趙國必敗；
如果現在就議和，主動權會落到秦國手中；
如果派使臣前往楚國、魏國求援，秦國肯定會擔心天下諸侯國會聯合起來攻秦，到那時再議和，趙國才有可能掌握一定的議和主動權。
趙國臨陣換將，趙括到達長平前線後，改變廉頗軍事部署，更換將領白起到達前線，下令秦軍再次挑戰，趙括不知是計，親自領兵出城應戰。
秦軍佯裝潰敗，一路後撤，趙軍緊追不捨，直追到秦軍壁壘外。
此時才發覺秦軍壁壘堅固，無法攻入，而壁壘內的秦軍卻不再出營對戰；
與此同時，秦軍一支兩萬五千人的突襲部隊已經切斷了趙軍退路，使其無法返回壁壘，被困於秦軍壁壘之下；
另一支五千人的騎兵部隊將趙括所率領的趙軍截為兩段，使其首尾不能相顧；
同時，秦軍封鎖了趙國通往長平的運糧通道。秦軍圍困趙軍後，趙軍斷糧，戰力下降，秦軍派出輕裝精銳不斷襲擾、攻擊趙軍，趙軍交戰屢屢失利，只能就地紮營，堅守待援。
秦昭襄王得知趙國向長平戰場運糧的通道被秦軍切斷後，便親赴河內今豫北地區）進行戰爭動員，用晉升爵位的辦法激勵百姓，將河內十五歲以上男子悉數調往長平前線，攔截趙國援軍，等待長平趙軍糧食耗盡。
到了九月，長平被圍趙軍已經斷糧四十六天，補給無法送到，軍中士兵陷入絕境，馬早已殺光，只能殘殺弱者以人肉充飢。
趙括計劃分兵突圍，屢屢失敗。
趙括無計可施，親自披掛上陣，率軍突圍，結果被秦軍射死。
長平之戰，趙軍大敗，四十萬趙軍向白起投降。
白起認為秦國攻下上黨時，上黨百姓不願歸附秦國反而逃往趙國，若趙國士兵投降秦國之事出現反覆，容易生出事端，
於是用欺詐手段將四十萬趙國降兵活埋，只將年紀尚小的二百四十人放回趙國，此戰前後斬殺和俘虜趙軍四十五萬人，趙國震驚。
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