秦昭王（秦始皇的曾祖父）四十七年(公元前260年),秦派左庶长王龁去攻韩,夺取上党(今山西中部地区)，于是上党百姓纷纷逃至赵国。以至于最后秦国大军威逼至赵国边境。
赵孝成王于是派遣名将廉颇（战国四大名将之一）统帅二十万军队驻扎于赵国边境长平(今山西高平县西北),与秦军对垒。
而当时的秦军已南取野王(今河南沁阳),北略上党,切断了长平南北联系,士气旺盛,锐不可当。可是赵军却因为刚刚长途跋涉而至,无论是兵力还是士气均处于下风。
周赧王五十五年（前260年）农历四月，长平之战爆发，秦将王龁向长平的赵国军队发动进攻，赵孝成王命令廉颇迎战，廉颇率军对秦军展开进攻。赵国军队击伤了秦军的侦察兵，秦国军队的侦察兵斩杀了赵军的裨将茄（音：加，裨将的名）。
周赧王五十五年（前260年）农历六月，秦将王龁率军进攻，攻破赵军阵地，击败赵将廉颇，斩杀赵军四名都尉，赵国的两个重要据点二樟城和光狼城均被秦军攻占。
周赧王五十五年（前260年）农历七月，赵国的军队筑起围墙，龟缩在营垒里不敢应战。于是，秦国军队发起强攻，攻占下赵军西边的营垒，斩杀赵军两名都尉。
吃了几回败战。所以廉颇就考虑到一个问题，打肯定是打不赢，但是有一样是秦军所不能比的，秦国离国远征,后勤补给肯定不能持久。但是相反的是,赵国却是在本土作战,补给相对来说容易一些,因此他决定扬长避短,采取以静制动的战略,坚壁清野,固守不出。廉颇认为要不了多久,秦军便会不攻自败。
果然,秦军因为劳师远袭,补给困难,所以急于与赵军决战。见赵军坚守不出,秦军便经常来阵前挑衅与辱骂,但是廉颇严令对此不予理睬。结果,没过多久,秦军便有些吃不消了。
但是不但秦国吃不消，由于赵军连败，赵将廉颇率军败退至丹河东岸，修筑壁垒，赵军自此怯缩不战。因此，赵国虽然在本土作战,但长时间的与秦军对垒,后勤也有些紧张。赵孝成王对于廉颇畏惧秦军、久拖不决颇为不满，几次派人责备廉颇。可是对于廉颇这位冷静而老辣的沙场老将而言,现在正是要拖的时候。后来赵王又多次催促廉颇出战,但廉颇认为秦军必然耗不过赵军,坚持再等等。
这样一来秦昭王也无可奈何,最后秦国文臣就有人就出主意,用离间计让赵王将廉颇换掉。
同时赵王也派大臣去秦国议和。
秦国瞬间抓住机会。秦国对外宣称说秦国和赵国如何如何。这样就拆散了赵国与其他国家的合纵之势。让其他国家不会帮助赵国。
同时秦国丞相范雎又派人携带千金到赵国施行反间计，并散布传言说：“廉颇很容易对付，秦国最害怕的是马服君赵奢的儿子赵括。”这个消息很快就传到赵王耳朵里。
于是赵王便认为是廉颇是年老怯战,于是便召年轻的赵括进宫。赵括父亲赵奢乃是赵国名将,战功赫赫,只是已经去世。赵括虽然小时候熟读兵法,谈起来头头是道,甚至其父都其诘问住,但其却没有作战经验,并且其父也一向不看好他,认为他为人轻浮,缺乏冷静,在真正的战争中没有多少才能。
但是,在赵王接见赵括的过程中,赵王问他能不能打退秦军。赵括说：“要是秦国派白起来，我还得考虑对付一下。如今来的是王龁，他不过是廉颇的对手。要是换上我，打败他不在话下。”赵括把它纸上谈兵那一套说的那是头头是道。把赵王说的是心服口服。于是赵王立马就派赵括去接替廉颇为主将。并加派二十万军队给他,以与秦军决战。
结果,赵王调回廉颇,赵括接替廉颇的位置。而秦王也知道赵括最怕秦国名将白起,便秘密派遣白起到前线,担任将军,而王龁为副将军,并严守换将的消息，赵括乃是第一次上战场,并且一下子就是以将军的身份,这一下便有些飘飘然。
在其一上任，便一改廉颇以防御为主的部署,而且还临时更改部队制度,撤换大批将领,这些举措更是削弱了赵军的战斗力。
白起看到赵括性格鲁莽,且自恃熟读兵书而轻敌自负,便决定利用其弱点,诱敌深入,然后分割围歼。他先是命令前沿部队前去挑战赵军,然后再故意败走,使得赵括认为秦军不堪一击。
果然,赵括取得几次小胜之后,认为秦军不过如此,于是贸然率赵军主力出击,攻打秦军。而秦军按照白起的部署,佯装败走,其实将主力配置在纵深构筑的袋形阵地,另以精兵 5000 人,楔入敌先头部队与主力之间,伺机割裂赵军。
赵括不知是计,在虚实不明的情况下,率主力追击秦军,至秦军壁垒,久攻不下,兵士疲敝。这时,白起命令两翼的主力部队逐渐合拢起来,并出奇兵突袭,将赵军截为三段。赵军首尾分离,且粮道也被秦军截断,只得建筑工事。严防死守,等待援军。
秦军持久围困,赵军断粮四十六天,饥饿不堪,甚至自相杀食。赵括无奈之下。集结部队轮番突围,终不能成功,他本人也在突围中中箭身亡。赵军失去将领,更是斗志全无,最终四十万军队缴械投降。但是,白起因担心人数众多的赵国将士将来一旦哗变,后果不堪设想,于是竟然残忍地设计将四十万士兵全部坑杀。赵国虽然在“信陵君窃符救赵”的情况下没有被灭国,但从此一蹶不振,失去了与秦国抗衡的能力。
长平之战中，秦军前后共歼灭赵军民45万人，从根本上削弱了当时关东六国中最为强劲的对手赵国，也给其他关东诸侯国以极大的震慑。这场战争由于秦取得全胜，由其统一的形势已成不可逆转，从此急转直下。长平之役，标志着以列国林立、兼并战争频发为时代特征的战国一代行将终结，一个史无前例的中央集权大帝国即将临降。
长平一役，为战国时代乃至整个封建史上最大的战争，其惨烈程度在世界冷兵器时代也是罕见的。不仅仅有着列国中最主要国家最高决策层战略成败得失值得研究，也集中了战国一代最优秀最杰出的军事战略家——廉颇、白起等将领的参与，包含着这群千古名将指挥如神的运筹帷幄，因而凝聚着中国古代悠久的发达的军事科学理论和实践经验。
