赵括连杀八名都尉以稳定军心，命令数十万赵军从各个方向冲击秦军壁垒，却始终不得突围。白起令两翼奇兵迅速出击，将赵军截为三段。
赵军首尾分离，粮道被断。秦军又派轻骑兵不断骚扰赵军。赵军的战势危急，只得构筑垒壁坚守，以待救兵。
秦昭襄王听说赵国的粮道被切断，下达全国动员令，征调秦国十五岁以上男子全部应战，加封应征者爵位一级，他亲赴河内督战，以阻绝赵国的援军和粮草，倾全国之力与赵作战。
九月，赵兵已断粮四十六天，饥饿不堪，军心动摇，甚至自相杀食。赵括走投无路，重新集结部队，分兵四队轮番突围，终不能出，赵括亲率精兵出战，被秦军射杀。赵军大败，四十万赵兵投降。
白起与部下计议说：“先前秦已攻陷上党，上党的百姓不愿归附秦却归顺了赵国。赵国士兵反复无常，不全部杀掉，恐怕日后会成为灾乱。”
于是使诈，把赵降卒40万全部坑杀，只留下240个年纪小的士兵回赵国报信。长平之战，秦军先后斩杀和俘获赵军共45万人，赵国上下为之震惊，从此元气大伤，一蹶不振。
后因赵国的平原君写信给其妻子的弟弟魏国的信陵君，委托他向魏王发兵救赵，于是信陵君就去求魏王发兵救赵，魏王派晋鄙率十万大军救赵。
但由于秦昭襄王的威胁，魏王只好让军队在邺城待命。信陵君为了救赵，只好用侯嬴计，窃得虎符，杀晋鄙，率兵救赵，在邯郸大败秦军，才避免赵国过早灭亡。
那个时候白起并没有参加，若是秦王派遣白起前去，那么赵国可能还没有就结束了。
廉颇早早从夜刃那里得知会有今天这一幕，所以他才去往了一个无人知晓的地方秘密训练，为的就是备战这一天。
可是令他万万没想到的是，赵王居然听信那些间谍的话，把自己换成了赵括。
廉颇对赵王失望透顶，在不久后就离开了赵国，而他去往的地方，就是灭赵的秦国。
秦国。
“你是……赵国的镇国将军廉颇？你来我秦国，所为何事？”
“秦王！在下廉颇，想投靠秦国！赵王不信我，将我与赵括替换，我已经对赵王失去了信心。”廉颇半跪道。
秦昭王大笑道：“好！孤封你为秦国大将，从此以后，你就留在秦国吧！”
“谢大王！”