秦昭王根據“遠交近攻”的策略，首先攻魏，然後轉向韓國。
周赧王五十三年前262年），秦國攻打並占領了韓國野王，把韓國的上黨郡與本土的聯係完全截斷。
韓桓惠王十分驚恐，派陽城君到秦國謝罪，請求獻出上黨的土地以求秦國息兵。
上黨郡郡守馮亭不願降秦，同上黨郡的百姓謀劃利用趙國力量抗秦，把上黨郡的十七座城池獻給趙國。
趙國的國君趙孝成王和平陽君趙豹商議此事，平陽君主張不接受上黨郡，他認為馮亭不將上黨交給秦國，是想嫁禍給趙國，接受它帶來的災禍要比得到的好處大的多。
趙孝成王又召見平原君趙勝和趙禹商議，二人勸趙孝成王接受馮亭的上黨郡，他們說：“發動百萬大軍作戰，經年累月的攻打，也攻不下一座城池。如今坐享其成得到十七座城池，這是大利，不能失去這個機會。”
趙孝成王說：“好。”
趙孝成王又問平原君：“接受上黨的土地，秦國必定派武安君白起來進攻，誰能來抵擋?”平原君回答說：“彆人難與白起爭鋒。廉頗勇猛善戰、愛惜將士，野戰不如白起，但是守城完全可以勝任。”
於是，趙孝成王聽從了平原君趙勝的計謀，封馮亭為華陽君，派平原君去上黨接收土地，同時派廉頗率軍駐守長平，以防備秦軍來攻。
趙國接受上黨，引起秦國的不滿，秦國決定出兵攻趙。
周赧王五十四年前261年）初，秦昭王派兵攻占了韓國的緱氏和綸氏，以威懾韓國。
周赧王五十五年前260年）初，秦昭王又命令左庶長王齕率領軍隊攻打並占領了上黨。
上黨的百姓紛紛逃亡到趙國境內，趙國的軍隊在長平接應上黨的百姓。
長平之戰前的上黨之戰結束。
周赧王五十五年前260年）農曆四月，長平之戰爆發，秦將王齕向長平的趙國軍隊發動進攻，趙孝成王命令廉頗迎戰，廉頗率軍對秦軍展開進攻。
趙國軍隊擊傷了秦軍的偵察兵，秦國軍隊的偵察兵斬殺了趙軍的裨將茄。
周赧王五十五年前260年）農曆六月，秦將王齕率軍進攻，攻破趙軍陣地，擊敗趙將廉頗，斬殺趙軍四名都尉，趙國的兩個重要據點二樟城和光狼城均被秦軍攻占。
周赧王五十五年前260年）農曆七月，趙國的軍隊築起圍牆，龜縮在營壘裡不敢應戰。
於是，秦國軍隊發起強攻，攻占下趙軍西邊的營壘，斬殺趙軍兩名都尉。
趙軍連敗，趙將廉頗率軍敗退至丹河東岸，修築壁壘，趙軍自此怯縮不戰。
因此，趙孝成王對於廉頗畏懼秦軍、久拖不決頗為不滿，幾次派人責備廉頗。
當趙軍初戰失利時，趙孝成王與樓昌、虞卿等商議，想親自率領部隊與秦軍決戰。
樓昌認為這樣做，無濟於事，不如派地位高的使臣去秦國議和。
而虞卿則認為如果秦國決心攻打趙國，和議難成，不如派遣使者攜帶珍寶去楚國、魏國活動，使秦國畏懼各國的合縱抗秦，這樣和議才有成功的可能。
但是趙孝成王采納了樓昌的建議，派鄭朱前去秦國議和。
虞卿一再勸諫，說“鄭朱入秦，秦王與範睢必定隆重接待，以示天下。楚國、魏國以為趙國已經議和，必定不出兵救趙。秦國知道天下之不救趙國，則議和不能成功，議和不成，趙軍必敗。”
趙孝成王最終沒有采納虞卿的諫議，鄭朱到了秦國求和。
秦國為了麻痹趙國，防止各國合縱，並爭取時間，加強軍事準備，以便給趙軍以嚴重的打擊，果然利用趙國求和的機會，對趙國使者鄭朱殷勤接待，有意向各國宣傳秦、趙已經和解，借以防止各國出兵救趙。
於是趙國的處境更加孤立了。
趙孝成王早已惱怒廉頗的軍隊數次戰敗，又反感廉頗怯縮不戰。
秦國丞相範雎又派人攜帶千金到趙國施行離間計，並散布傳言說：“廉頗很容易對付，秦國最害怕的是馬服君趙奢的兒子趙括。”
趙王決定換將，當時李牧還年輕，尚未出頭。
名將樂毅棄燕投奔趙國不久，被封於觀津，其心未附。
趙王則將秦國的離間計信以為真，立刻把趙括找來，問他能不能打退秦軍。
趙括說：“要是秦國派白起來，我還得考慮對付一下。如今來的是王齕，他不過是廉頗的對手。要是換上我，打敗他不在話下。”
於是趙括不顧藺相如和趙括母親的勸阻，立刻接替廉頗為主將。
秦昭王得知趙括代替廉頗擔任主將後，為能徹底擊敗趙國、能一戰定乾坤，暗地裡調武安君白起為上將軍，改命王齕擔任尉官副將，同時令軍中嚴守換帥秘密，有走漏消息的格殺勿論。
在趙括出兵進攻秦國軍隊的時候，白起命令秦軍佯裝戰敗潰退。
趙括不知道秦國已經暗地裡用名將白起換下了王齕，就命令趙國的軍隊乘勝追擊，一直追到秦軍的營壘，但是趙國的軍隊卻無法攻破秦軍的營壘。
白起命令一支2萬5千人的部隊突襲到趙軍出擊部隊的後方，截斷趙軍的後路，又命一支5千人的騎兵部隊插入趙軍與營壘之間，將趙軍主力分割成兩隻孤立的部隊，同時切斷趙軍的糧道。
白起又派出輕裝精兵向趙軍發動多次攻擊，趙軍數戰不利，趙括發現已經中計被圍，被迫下令全軍停止進攻，就地建造壁壘，轉為防禦，擇機突圍。
秦昭王得知趙軍主力的糧道被截斷，就親自到河內郡檢查情況，沒想到人家是真的很窮，加封當地百姓爵位一級，並征調河內郡十五歲以上的青壯年集中到長平戰場，攔截諸國的援軍和糧運。
農曆九月，趙軍主力已經斷糧四十六天，大量趙軍士兵或餓死或因突圍不成而死亡，士兵們開始相互殘殺為食。趙括將剩餘的趙軍組織成四支突圍部隊，輪番衝擊了四、五次後仍不能突圍。
於是，趙括親率精銳部隊強行突圍，結果失敗並被秦軍亂箭射死。
趙國軍隊因無主將指揮且傷亡慘重無力再戰，剩下的士兵向秦將白起投降。
白起說：“趙國士兵反複無常，如果不全部殺掉他們，恐怕再生事端。”
於是白起命令秦國軍隊將趙國降軍全部活埋，隻留下年紀尚小的240名士兵放回趙國。
長平之戰，秦國軍隊前後斬殺趙國士兵及趙上黨民眾45萬人，趙國上下一片震驚。
長平之戰以秦國獲勝而告終。
戰後，趙國元氣大傷，再也無力單獨和秦國全方位對抗。
此戰後秦國的統一隻是時間問題。
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