公元前260年，已经对上党地区谋划多年的秦昭襄王，得知上党郡归附赵国后勃然大怒，立即派武安君白起率领秦军对赵军驻守的长平（今山西高平市一带）发起进攻。
白起带兵直接对赵军驻扎的长平发起了进攻，赵军主帅廉颇得知秦将白起带兵后，没有坚守城池，而是选择了和白起硬刚，结果大败而回。
廉颇在和秦军交手后，领略了秦军将士的强悍，知道了秦军为什么会横扫诸侯，因此廉颇便选择了坚守不出，他知道秦军长久在外，秦军将士必然会有归乡之情，再加上秦军的粮草供给线过长，也会出现供给不足的问题，这样的情况下，秦军一定会出现军心不稳和疲劳过度，而赵军只有坚守不出以逸待劳，一定会大破秦军。
廉颇率领赵军坚守不出，白起则率领秦军发起了多次进攻，但都被赵军抵挡住，使得秦军无法攻破城池。秦军也正如廉颇所预料的那样出现了粮草不济的情况，因此秦军则更急于打败赵军。
白起数次对赵作战都没有任何进展，秦昭襄王便召回白起，派大将王龁（he）前往带兵继续攻打赵军，赵将廉颇得知王龁带兵后，再次出城和秦军作战，结果再次被秦军打败，再一次的失败让廉颇更加坚信了自己坚守不出的战略。
赵军坚守不出，而秦军又攻坚不破，长此以往下去，秦军必然会退兵回国，那秦国谋划多年争夺上党郡的计划也就落空，这怎么能让秦昭襄王和范雎甘心呢。为了打破僵局，范雎便用重金在赵国使用反间计，诋毁廉颇胆小怯战，全无大将风范，同时鼓吹赵国的赵奢之子赵括有大将之才，是秦国将士所惧怕的。
赵孝成王刚刚得到上党地区，正是气盛之时，因此派大将廉颇去抵挡秦军。赵孝成王原本是希望廉颇能够打败秦军，以断绝秦国对上党之地的想法，结果廉颇到达长平后连续的败给了秦将白起和王龁，然后就一直坚守不出，赵孝成王为此还多次催促廉颇出战，但都被廉颇拒绝，这使得赵孝成王心生怨念，在听到范雎的反间计后，赵孝成王则立即派赵括率领二十万大军前去支援，同时也是派赵括替代廉颇对抗秦军。
赵括，赵国马服君赵奢之子。赵奢在赵惠文王时期为将，曾在阏（e）于（今山西和顺县一带）大败秦军，被赵惠文王封为了马服君，因此赵奢也成了秦军所惧怕的人之一。而赵括则完全继承了他父亲的爵位和官职，却没有继承他父亲的用兵之道，只是夸夸其谈的纸上用兵而已。
赵括到达长平后，依仗着自己手中的四十多万兵力，一改廉颇坚守不出的战略，而是频频出兵主动进攻秦军。秦军主帅王龁原本还能对赵军发起进攻，但赵军更换了主帅后，还增加了二十万兵力，这让王龁率领的秦军只能进入被动的防守中。
秦昭襄王得知赵军更换主帅，并增加的兵力，知道王龁率领的秦军无法应付，便立即派白起秘密前往两军交战之地，替换了秦军主帅王龁。
白起到达长平后，自然不会主动对数倍于秦的赵军发起进攻，而是利用赵军急于求胜的心理，来制造一个计划。
白起重新成为秦军主帅后，便下令对赵军的所有战斗接下来都只败不胜。秦军将士虽然对此不解，但也只能按照白起的命令执行起来，在接下来的多次战斗中，秦军都是溃败而逃，而赵军则是大胜而归。这连续的胜利别说赵军主帅赵括，就是赵军的众将士们也开始骄横狂妄起来了，而这也正是白起所希望的。
在赵军以为胜利在望之时，白起也已经将自己的计划行使到了一半，白起将秦军分为三部分，两支秦军作为伏兵埋伏起来，而别一支队伍作为诱敌之兵，继续驻扎在秦军营中，等待赵军的前来。
连续的胜利让赵括迫切的想要消灭长平之地的秦军来结束这场战斗，赵括决定在赵军士气最盛之时，对秦军发起总攻，力求一举打败秦军，迫使秦国退出长平。因此在赵军再一次打败秦军后，赵括亲自带兵对秦军发起进攻。
秦军受到赵军攻击后，边战边退露出溃败之势，赵括认为秦军已经无力对抗赵军，便勇猛直追，赵军的骑兵和战车速度快，而步兵在后，此时的赵括为了歼灭秦军，也没有顾及赵军的前后不相应，一直追击秦军到峡谷之地，秦军的伏兵突然四起，将其团团包围。白起派出一支骑兵将赵军前后军切断，将赵军分割成两个部分，开始对赵军发起进攻。
赵括率领的赵军前军多以骑兵和战车为主，速度快但却没有盾牌的防御，因此被秦军的弓箭手死死围困起来。而赵军的后方多以步兵为主，却没有机动性强的战马，因此则被秦军的骑兵的冲击下死伤惨重。
赵军被围赵国大惊，而此时赵国已经没有多少兵力可以救援，赵括带兵多次突围都被击败，因此只能等待救援，为此赵括命令赵军就地建筑城池，以抵挡秦军的进攻。
秦昭襄王得知白起在长平围困了四十多万的赵军，知道这是秦国战胜赵国的唯一机会，下令全国出动支援白起，希望这一战让赵国元气大伤。在秦昭襄王的召集下，秦国出动多路大军，分别向前线运送物资，同时拦截救援赵军的各国诸侯。
白起围困赵军四十多天，赵军粮草殆尽无以为续，赵军饿死无数，赵军将士互相惨食，得知救援无望的赵括只能带着赵军一次次的突围，这样的突围除了增加赵军的伤亡外，在没有任何作用。最终赵军主帅赵括在一次突围中被乱箭射死，剩余不多的赵军也向秦军投降。史称“长平之战”。
赵军四十多万将士，经过了四十多天的苦战和被围，活下来的只有数万人。这数万人对于秦军来说也是硕大的负担，更何况是数万赵国军人，白起担心这些赵军俘虏会发生兵变，一夜之间将其全部坑杀。
长平之战后，赵国的大半兵力都被消灭于长平，赵国实力大减。秦国虽然胜利，但这一战也让秦国伤亡惨重，因此秦国急需休整，但秦昭襄王又不想就此放过赵国，便派人对赵孝成王说，只要赵国割地求和于秦国，秦国便退兵回国。
赵孝成王原本想割地求和，但大臣虞卿却反对割地，对秦国割地就是抱薪救火，只会让秦国越来越强盛，而赵国越来越羸弱，更何况秦军已经疲惫不堪，才想让赵国割地求和，要不然秦国肯定会趁胜追击，继续对赵国用兵，因此现在不是割地求和之时，而是要联合其他诸侯，一起对抗秦国。
赵孝成王听从虞卿之言，没有割地求和于秦国，而是派人联合齐国。