公元前266年，趙惠文王去世，太子丹即位，為孝成王。公元前270年，秦軍進攻韓國，包圍上黨。上黨守將馮亭無力抵抗，便獻誠與趙聯合攻秦。遂遣人獻上上黨地圖給趙王。
趙孝成王見兵不血刃就得到了上黨地區的17座城池，欣喜異常。大臣多次勸阻不聽，忙命人登記造冊，接收上黨，仍命馮亭為太守。秦王聽説馮亭已將上黨獻與趙國，大怒，命秦軍加緊進攻，趙國不得不派兵守衞上黨。
秦武安君白起
秦武安君白起
武安君白起
馮亭借獻城以逼趙抗秦救韓的計策得以實現。趙孝成王派去上黨的守軍，是由廉頗老將軍率領的20萬人馬。秦趙兩軍交戰，趙軍大敗。廉頗知秦軍氣盛，不可決戰，遂引軍退守長平，深溝築壘，堅守不出。
秦軍圍長平二年不克，糧草匱乏，將士倦怠情緒日重。秦昭襄王知道廉頗會用兵，要想拿下上黨，須將趙將廉頗撤換掉。於是，派人入趙國的國都邯鄲，以重金收買趙王親信，通過他們傳言給趙孝成王説：“廉頗老矣，已無殲敵之心，須年輕有為者代之。”
秦趙長平之戰
趙孝成王本對廉頗守城不戰不滿，現聽寵臣一説，便立刻將趙括召來問道：“寡人慾使你代將軍之職，不知能否打敗秦軍？”趙括説：“秦將白起前來，未必能贏，今他告老稱病，其餘者不足為慮。待我出擊，必勝！”趙孝成王盛悦，即派趙括率二十萬大軍，直奔長平，想一舉擊退秦軍。
趙括的父親趙奢，本是與廉頗齊名的同輩將領，趙括從小讀兵書，學兵法。由於他聰明、記性好，居然背會了不少兵法戰策，跟他父親議論起用兵打仗來，頭頭是道。到後來，連趙奢也難不倒他了，趙括的名聲，也因此漸漸大起來。
趙軍大將趙括
聽趙王任趙括為大將替換廉頗，趙括母親求見趙孝成王，説：“趙奢臨死前囑咐，‘用兵之事，系國家存亡。我每欲出征，如履薄冰，絲毫不敢大意。趙括目空一切，只會其談，要真領兵打仗，趙軍非敗不可。’亡夫遺訓，不敢忘記，請大王慎重，收回成命。”趙孝成王説：“此事已定，勿再多言。”趙母嘆息而退。
病重卧牀的藺相如向趙孝成王遞上奏摺，稱趙括並無實戰經驗，此戰替換廉頗，恐怕趙國凶多吉少。但趙孝成王決心已定，趙括代廉頗後，趙括下令：“秦國挑戰，須迎戰打回；敵敗，就應乘勝追擊一舉殲滅。
”他將所帶的20萬人馬與原來駐守長平的20萬人馬合兵一處，日日操練進攻戰法。看到“反間計”成功，秦王即刻派武安君白起指揮作戰。為了麻痹趙括，下令：“有敢泄露武安君為帥者，斬！”白起到達長平，即佈置人馬到趙營前試探。他命領兵將領激怒趙軍出戰，且只許敗不許勝。
趙括在城上見秦軍關前叫罵，大怒，親率大軍追殺，秦軍且戰且退，趙軍不知是計，一路追殺。正追趕間，斜刺裏又衝出一隊秦軍攔住交戰，沒幾個回合又退，如此這般，趙軍已追出數十里。上黨太守馮亭等疑秦軍有詐，勸説趙括不要再追。趙括大笑説到：“秦軍怯陣，我正當揚名，焉有窮寇不追之理？諸位請放寬心，擊殺秦軍就在此役。”
長平之戰地圖
言畢，指揮大軍繼續追殺。到了一座大山前，猛聽得四周鼓號齊鳴，秦軍從四面向趙軍殺來，旗幟上“白”字使趙軍膽喪。趙括才知中計，急令撤軍，但為時已晚。
秦昭襄王得知白起已將趙軍40萬圍在長平，便發大軍趕往長平助戰，切斷了被圍趙軍與趙國間的聯繫。趙括內無糧草，外無救兵，陷入絕境。被圍46天后，趙括看援兵未到，相殘而食，便決定突圍。他將軍隊分成四部，向四方突圍，未果。趙括戰死。聽説主將已死，，趙軍投降。
公元前260年，戰國史上最大的一次戰役——長平之戰，也是戰國史上最殘酷的一次屠殺，秦將白起，將投降他的趙軍將士40萬人，全部坑殺！長平之戰後，白起率兵繼續向趙國腹地攻擊，大軍直指趙國的國都邯鄲。
白起的卓著戰功，給自己引來了災禍。因聽信饞言，秦昭襄王將白起撤回，使秦國失去了消滅趙國的好機會。昭襄王雖不久即悔悟，但為時已晚，白起也不願再領兵出戰，加之不斷有人進饞言陷害。
公元258年11月，秦昭襄王賜劍讓白起自盡。刎頸而亡。