长平之战，是我国历史上最早、规模最大的包围歼灭战。长平之战的旧址在山西省晋城市高平市境内。公元前262年，秦、赵为了争夺韩的上党郡，发生了长平（今山西晋城高平市西北）之战。此次战争赵军参战人数有45万人，秦军60万。双方大军加起来近百万人。战争结束，秦军前后斩杀赵国士卒达45万，仅被活埋的就达40万人。使赵国遭受了毁灭性的打击，令秦国国力大幅度超越于同时代各国，极大地加速了秦国统一中国的进程。因此秦统一中国的战争只剩下时间问题。但从国家战略到具体战术，军事家直到现在都在探讨它的得失。长平之战，对中国历史走向有着深远的影响，它催生了中国历史上第一个封建集权的大帝国。
赵将廉颇考虑到秦远道来攻欲速战的情况，就采用坚壁高垒等到秦军疲困的时候，然后再反击的策略。廉颇坚守三个月不出击，秦军不能进。赵孝成王多次派人责让廉颇出战，范雎又派人用重金到赵国行反间计，称秦军只怕赵括，廉颇容易对付，他将要降秦了。赵王中秦计，于是派赵括代替廉颇为将。赵括是赵奢的儿子，兵书是读了一些，但丝毫没有实战经验，是位只会纸上谈兵的人。赵王要任他为将时，赵括的母亲不同意，赵王不听。赵括母亲要赵王保证其子失败后，不牵连她。赵王也同意了。
赵括取代廉颇后，全部改变了廉颇的作战方针。秦国听到赵括已代替廉颇，于是暗中任命武安君白起为上将军，王龁为副将，下令军中绝对保密。赵括到后，改守为攻，全线出击。秦将白起兵分二路，一方面假装溃败引诱赵军深入，一方面切断赵军退路，使赵军粮道断绝，被困在长平。赵括战死，四十余万降军被全部活埋。长平之战使赵国国力大衰。
赵孝成王十五年（公元前251年），燕王喜派丞相栗腹同赵国交好，栗腹回国后向燕王提议：“赵国的壮丁都死在了长平，遗孤还没长大，可乘机进攻。”燕王于是出动了两支军队，两千辆战车，命栗腹率军进攻鄗城，卿秦率军进攻代地。赵王派廉颇领兵反击，在鄗城大败燕军，杀死栗腹，俘虏了卿秦、乐闲，之后又包围了燕国都城。燕国割让五座城请求讲和，赵王才答应停战。经此一战，赵王把尉文封给廉颇，封为信平君，并任假相。
此战赵军在名将廉颇的指挥下，利用燕军轻敌、疲劳，赵军则同仇敌忾，对来范之敌予以痛击，是中国历史上以少胜多的著名战例。
赵孝成王二十一年（公元前245年），廉颇带兵攻取魏地繁阳（今河南内黄县西北）。同年，赵孝成王去世，其子赵悼襄王继位。赵悼襄王一继位就解除了廉颇的军职，派乐乘代替在外领兵的廉颇。廉颇因受排挤而发怒，攻打乐乘，乐乘逃走。廉颇于是离赵投奔魏国大梁（今河南省开封市）。
廉颇去大梁住了很久，魏王虽然收留了他，却并不信任和重用他。赵国因为多次被秦军围困，赵王想再任用廉颇，廉颇也想再被赵国任用。于是，赵王派遣使者去带着一副名贵的盔甲和四匹快马到大梁去慰问廉颇，看廉颇还是否可用。廉颇的仇人郭开却唯恐廉颇再得势，暗中贿赂使者，让他说廉颇的坏话。
赵国使者见到廉颇以后，廉颇在他面前一顿饭吃了一斗米，十斤肉，还披甲上马，表示自己还可有用。但使者回来向赵王报告说：“廉将军虽然老了，但饭量还很好，可是和我坐在一起，不多时就拉了三次屎。”赵王认为廉颇老了，就没任用他，廉颇也就没再得到为国报效的机会。
楚国听说廉颇在魏国，就暗中派人迎接他入楚。廉颇担任楚将后，没有建立什么功劳。他说：“我思用赵人。”但赵国终究未能重新启用他，致使廉颇抑郁不乐，最终死在楚国的寿春（今安徽省寿县）。廉颇死后不久，赵国便被秦国灭亡。
