赵括遵照赵王意图，急于求胜，变更了廉颇的防御部署及规定，更换将吏，组织进攻。白起针对赵括骄傲轻敌的弱点，采取了佯败后退、诱敌脱离既设阵地，然后分割包围，予以歼灭的作战方针。赵军进攻，白起命秦军败退。赵括不查虚实，小胜之后，误认秦军士气不高，遂亲率主力发动总攻。赵军进至秦军营垒时，被阻于坚壁之前。赵军多次攻击，均未奏效；白起即指挥预先部署于两翼的2.5万奇兵，迂回至赵军背后，切断其退路；同时另以5000精锐骑兵，插入赵军垒壁间，断其联络。赵军被分割为各自孤立的两部分。赵括所率主力，处于进退两难境地。秦又派出轻兵猛攻。赵军作战不利，被迫就地筑垒防御，等待援军。秦王自河内征发15岁以上所有男丁，增援长平，阻绝赵援军和粮食。至九月，赵括部已绝粮46日，发展至偷相杀食的惨境。赵括组织四队士卒多次突围，均被秦军击退，便亲率精兵突围，亦告失败，并被乱箭射死。赵军主将阵亡，又内无粮草，外无救兵，完全丧失斗志，40万军民皆降于秦军。白起以欺诈早段，将其坑杀，仅放回年少者240人。连同战斗中所杀，秦军共歼灭赵军45万，自己也死伤过半。此战，赵王在战争指导上，昧于秦强赵弱的基本形势，急于求胜，错误地坚持进攻战略。以中泰国离间之计，弃用名将廉颇；赵括则是纸上谈兵，在作战指导上，不察战场实际情况，轻率发动进攻，又未采取必要措施，确保后方联络，是赵军被全歼的主要原因。而白起能针对敌方弱点，先诱敌脱离既设工事，再分割、包围，俟其饥疲，一举歼之，反映了战国时期野战指挥艺术发展到一个新的水平。
长平之战中国历史上最早、规模最大、最彻底的围歼战。其规模之大、战果之辉煌，在世界战争史上也是罕见的，白起淋漓尽致地展现了其卓越的军事才能，使之成为继孙武之后，中国历史上又一个卓越的军事统帅。
统一大国之战
秦统一六国的战争，既是战国末期最后一场诸侯兼并战争，又是中国历史上最早的一场封建统一战争。
战国时期，经过长期诸侯割据战争，诸侯各国盛衰格局发生了很大变化，许多弱小国家被消灭，中国境内只剩下齐、楚、燕、韩、赵、魏、秦七个大的诸侯国，史称战国七雄。七雄局面的形成，既是春秋以来兼并战争的结果，又是中国统一的前奏。为增强国力，统一全国，七雄相继展开了富国强兵的变法活动。魏国任用李悝变法，楚国使用吴起变法，赵国有武灵王改革，但最有成效的是秦国商鞅变法。
公元前359年，秦孝公任用商鞅，变法改革，国力逐步强盛。从秦孝公到秦王政的100多年时间中，泰国国力更加强盛，在军事制度方面实行按郡县征兵，完善了军队组织，提高了军队战斗力，士卒勇猛，车骑雄盛，远非其他六国可比。在军事策略上改变了劳师远征而经常失利的战略，采用范睢远交近攻的策略，逐渐蚕食并巩固其占领地区，实行有效占领。泰国相继灭掉西周、东周，攻占韩国的黄河以东和以南地区，设置太原、上党、三川三郡，领土包括今陕西大部，山西中南部，河南西部，湖北西部，湖南西北部和四川东北部的广大地区。史书记载秦国“西有巴蜀、汉中之利，北有胡貉、代马之用，南有巫山、黔中之限，东有崤函之固”，在地理位置上进可攻，退可守；“战车千乘，奋击百万”，军事力量远胜于其他六国。
泰国这种优越的战略优势为统一六国打下了基础。与此同时，山东六国统治集团内部相互倾轧，争权夺利，政局很不稳固。
各国之间长期战争，实力消耗，国力被削弱。六国面对强秦的威胁，虽然屡次合纵抗秦，但在泰国连衡策略下先后瓦解而失败。他们时而“合众弱以抗一强”，时而“恃一强以攻众弱”，无法形成稳固统一的抗秦力量，给秦国各个击破以可乘之机。当时的有识之士已经看出这种趋势，如子顺就曾经说过：“当今崤山以东的六国衰弱不振，韩赵魏三国向秦国割地求安，二周已被秦灭亡，燕齐楚等大国也向秦国屈服，照此看来，不出20年，天下必然是泰国的了。”
公元前238年，秦王政铲除了丞相吕不韦和长信侯姆赛集团，开始亲政，周密布署统一六国的战争。李斯、尉缭等协助秦王制定了统一全国的战略策略。秦灭六国的战略有两个内容，一是乘六国混战之际，秦国“灭诸侯，成帝业，为天下一统”。秦王政采纳了尉缭破六国合纵的策略，“毋爱财物，赂其豪臣，以乱其谋”，从内部分化瓦解敌国。二是继承历代远交近攻政策，确定了先弱后强，先近后远的具体战略步骤，李斯建议秦王政先攻韩赵，“赵举则韩亡，韩亡则荆魏不能独立，荆魏不能独立则是一举而坏韩、蠢魏、拔荆，东以弱齐燕”。这一战略步骤可以概括为三步，即笼络燕齐，稳住楚魏，消灭韩赵，然后各个击破，统一全国。在这种战略方针指导下，一场统一战争开始了。
公元前236年，秦王政乘赵攻燕、国内空虚之际，分兵两路大举攻赵，拉开了统一战争的帷幕。秦国经过数年连续攻赵，极大地削弱了赵国实力，但一时无力