趙國大軍長期處在前線，國內糧草告急，於是趙王與樓昌、虞卿等大臣商議，想要親自率領部隊與秦軍儘快決戰。樓昌說：“大王，依臣之見，即使大王親自到了前線，也不一定能大敗秦軍，不如派國內地位高的使臣去找秦國議和才是最好的方法。”
而大臣虞卿則說：“大王，臣以為如果秦國下定決心要攻打趙國的話，和議恐難成，不如派遣使者攜帶珍寶去楚國、白國活動，使秦國畏懼各國的合縱抗秦，這樣和議才有成功的可能啊！”
趙王認為樓昌的提議更好，準備派大臣鄭朱前去秦國議和。但是虞卿還是不死心的說：“鄭大夫入秦，秦王與範睢必定隆重接待，以示天下。而楚國、白國則會以為趙國已經和秦國議和了，必定不會出兵救趙。秦國如果知道天下諸侯不救趙國，則議和必不能成功，議和不成，我軍就危險了啊！還請大王三思！”
趙王最終還是沒有采納虞卿的諫議，派出了鄭朱到了國求和。
而秦國為了麻痺趙國，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，同時有意向各國宣傳秦、趙已經和解，藉以防止各國出兵救趙。
楚國提說秦趙兩國已經在議和了，果然沒有出兵。而白國則是因為前幾年損失太大，還在舔舐傷口，當聽說趙國已經派人前往了秦國，也就沒有再關注趙國，還在全力恢復兵力和國力。
這邊，因為趙王對於廉頗越來越不滿，而恰逢趙都此時傳出，“廉頗很容易對付，其實秦國最害怕的是馬服君趙奢的兒子趙括。”的言論
於是趙王決定臨陣換將，這時趙國的名將李牧因為長期駐守代地雁門郡防備北方的胡人，遠離朝中。而名將樂毅棄燕投奔趙國不久，才被封於觀津，趙王認為其心未附。
馬服君趙奢因為之前擊敗秦軍的名聲太大，讓趙王有所忌憚，因此趙王準備將趙奢的兒子趙括任命為主將，於是立刻把趙括找來，問他能不能打退秦軍。
趙括一聽到說可以掌管幾十萬大軍，於是高興的說：“大王容稟，要是秦國派白起來的話，我還得考慮一下如何對付。而如今來的是王齕，他不過是廉頗的對手。要是換上我，打敗他不在話下。”
趙括此人因為是趙奢之子，因此從小就學習兵法，論戰談略，自以為天下人沒有能比得上他的。有一次與趙奢談論戰陣佈設之道，就連趙奢也難不倒他，
但是趙奢也並不因此就認為他懂兵法。趙括的母親詢問其中原因，趙奢說：“戰爭，是關係將士生死存亡的大事，而括兒竟說得如此輕鬆容易。將來趙國不用括兒為將則已，如果真用了他，使趙國慘敗的，一定是他了。”
因此這次趙王決定任命趙括為大軍主將，藺相如甚至包括趙括母親都來諫阻，但是趙王卻說：“要給年輕人一些機會嘛！”
於是趙王不顧藺相如和趙括母親的諫阻，執意要派趙括去接替廉頗為主將。
很快，趙括就率領著趙王從國內擠出來的五萬援軍來到長平，接替廉頗為主將。趙括到任後根據實際情況更換部隊將領，改變軍中制度，一改廉頗的作戰方針，準備主動出兵進攻秦軍。
而另一邊的秦國得知主將換成了趙括後，為能徹底擊敗趙國、也為了能一戰定乾坤，於是暗地裡調武安君白起為上將軍，改命王齕擔任尉官副將，並令軍中嚴守秘密，有走漏訊息者格殺勿論。
很快，趙括就開始調兵遣將，準備進攻秦軍，而白起卻命令秦軍佯裝戰敗潰退，趙括還以為對面的還是王齕，於是十分自信的命令趙國的軍隊乘勝追擊，一直追到秦軍的營壘。
趙括命令軍隊強攻秦軍營壘，決戰就在此刻，但是秦軍營壘十分堅固，趙軍多次進攻都被打退，等到趙軍停下來時，白起命令一支兩萬五千人的部隊突襲到趙軍出擊部隊的後方，截斷趙軍的後路。
又命一支五千人的騎兵部隊插至趙軍與趙軍的營壘之間，將趙軍主力分割成兩支孤立的部隊，同時切斷趙軍的糧道。不僅如此，白起又派出輕裝精兵向趙軍發動多次攻擊，趙軍數戰不利，被迫就地建造壁壘，轉為防禦，以待救援。
而秦王得知趙軍主力的糧道被截斷，被包圍在長平，便親自到河內郡，下令加封當地所有百姓爵位一級，並徵調全國十五歲以上的青壯年集中到長平戰場，以此攔截趙國的援軍和糧運。
九月
趙軍主力已經斷糧四十六天，士兵們已經餓得相互殘殺為食。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。
見此情形趙括決定親率精銳部隊強行突圍，結果被秦軍亂箭射死。趙國軍隊群龍無首，剩下計程車兵只好向秦將白起投降。此役，秦軍同樣損失慘重，傷亡二十餘萬。