六月，秦军攻入赵军阵地，夺下两个要塞，俘虏了四名尉官。七月，赵军依托壁垒坚守抵抗，秦军继续发动进攻，攻入赵军阵地，攻占了赵军阵地西边的要塞，俘虏了两名尉官。
廉颇见赵军屡战失利，于是禁止赵军与秦军交战，坚守不出，与秦军对峙。
秦军多次挑战无果，两军相持不下，赵王多次责备廉颇消极应战。
长平之战爆发后，赵国在作战中失利，一个都尉阵亡。
赵孝成王召见谋臣楼昌和虞卿，计划派出军队轻装行军袭击秦军。
楼昌认为，与秦国为敌对赵国没有好处，应该立即派使者去秦国议和。
虞卿认为，主张现在就与秦国议和的人，认定秦赵交战赵国必败；
如果现在就议和，主动权会落到秦国手中；
如果派使臣前往楚国、魏国求援，秦国肯定会担心下诸侯国会联合起来攻秦，到那时再议和，赵国才有可能掌握一定的议和主动权。
赵国临阵换将，赵括到达长平前线后，改变廉颇军事部署，更换将领白起到达前线，下令秦军再次挑战，赵括不知是计，亲自领兵出城应战。
秦军佯装溃败，一路后撤，赵军紧追不舍，直追到秦军壁垒外。
此时才发觉秦军壁垒坚固，无法攻入，而壁垒内的秦军却不再出营对战；
与此同时，秦军一支两万五千饶突袭部队已经切断了赵军退路，使其无法返回壁垒，被困于秦军壁垒之下；
另一支五千饶骑兵部队将赵括所率领的赵军截为两段，使其首尾不能相顾；
同时，秦军封锁了赵国通往长平的运粮通道。秦军围困赵军后，赵军断粮，战力下降，秦军派出轻装精锐不断袭扰、攻击赵军，赵军交战屡屡失利，只能就地扎营，坚守待援。
秦昭襄王得知赵国向长平战场运粮的通道被秦军切断后，便亲赴河内进行战争动员，用晋升爵位的办法激励百姓，将河内十五岁以上男子悉数调往长平前线，拦截赵国援军，等待长平赵军粮食耗尽。
到了九月，长平被围赵军已经断粮四十六，补给无法送到，军中士兵陷入绝境，马早已杀光，只能残杀弱者以人肉充饥。
赵括计划分兵突围，屡屡失败。
赵括无计可施，亲自披挂上阵，率军突围，结果被秦军射死。
长平之战，赵军大败，四十万赵军向白起投降。
白起认为秦国攻下上党时，上党百姓不愿归附秦国反而逃往赵国，若赵国士兵投降秦国之事出现反复，容易生出事端，
于是用欺诈手段将四十万赵国降兵活埋，只将年纪尚的二百四十人放回赵国，此战前后斩杀和俘虏赵军四十五万人，赵国震惊。
