秦军以五大夫王陵为将，军众在三十万左右，以武安为据，包围邯郸。秦军构成以步弓兵为主，且攻城器颇多。
前258秋，十月，五大夫王陵率军急攻邯郸城，秦弓弩手，将数十万支箭射向邯郸城上，掩护步兵攻城，而步兵分两队，一队肩扛云梯，强登邯郸城墙，一队推冲车直攻城门，且秦分三军不分昼夜轮攻赵都。但是一个月下来，秦军仅校官就战死五名，伤亡近两万人，而且不得停下休整，邯郸城却并未攻下，遂转为小规模进攻以夺赵志。然而，赵军却一再出精锐步兵甚至少量骑兵突袭秦军营栅，竟使秦累有伤亡，反使秦军日夜防备，士兵多有懈怠。
邯郸前线的战况飞快的传到秦昭襄王的手中，秦昭襄王十分的生气，而是时武安君病重，不得行，只好一面书信督促王陵，一面组织援军。收到信的王陵军于十二月间，在寒风中向赵都邯郸发起第二次大规模的攻击，但疲惫的秦军，在赵军弓弩下，多有伤亡，士卒战皆不利。赵出兵击之，却秦数十里，秦折兵数千人。
邯郸城内，天寒地冻，伤员遍城，但士兵依旧士气高昂。平原君赵胜将府内积粮存衣，散布赵民，并令其家人抢救伤员，大将军廉颇带甲上城亲自督战，平原君亦往之。赵兵多弱，廉颇命弱者立城，强者于城内休养，逢战而轮换，又命善射者集而射秦。期间赵之精锐常出城，多有不回，但秦亦伤亡惨重。
秦昭襄王五十年正月，将军王龁率兵十万及大量的兵备粮草到达邯郸。五大夫王陵即调整兵力准备向邯郸发动第三次，也是攻赵以来最大规模的一次进攻。可以相信王陵已经知道秦王的不满及以王龁代之的先兆，可以肯定的是王陵军第三次的进攻相当猛烈。
此时邯郸被围将近四个月，城内兵员损耗和粮食供给已显危机，人心在冬季更显得脆弱。但在廉颇、乐乘诸位良将的率领下赵军依然士气高昂。同时秦军在受到增援后士气也开始高涨。战事进行月余，赵兵拼死抵御秦军进攻并取得胜利。秦军伤亡惨重，士卒多怨。秦王以陵战不善，免，王龁代将。其后王龁率军连续攻打邯郸近五个月，依然没有攻下。十月，秦王杀了白起后又命郑安平率军五万支援王龁。此时邯郸城处于最危急的时候，粮草早已断绝，据《史记——平原君虞卿列传》记载：“楚使春申君将兵赴救赵，魏信陵君亦矫夺晋鄙军往救赵，皆未至。秦急围邯郸，邯郸急，且降，平原君甚患之。
赵军依旧不屈的抵抗着。同时平原君赵胜的外交战开始起作用，至十二月初，终于，魏军八万楚军十万均已赶到邯郸外围，秦国也不断的增兵汾城（河东之地）以为声援，双方大战一触即发。同年十二月，信陵君指挥魏楚联军，对秦军发动了强大的攻势，魏军击于西，楚军击于东，赵军应于内，秦军三面受敌，全线崩溃。王龁率秦军主力向西急退数百里，入汾城才稍事喘息。在邯郸城南驻防的秦军郑安平部约两万人，被赵军重重围困。郑安平部远离主力，粮草断绝，突围无望，只得全军降赵。三国联军乘胜进攻汾城，秦军大败，被迫撤至河西，夹河对峙。联军乘势收复河东六百里之地，其威大震。
长平邯郸之战后，赵国实力迅速下滑，再也无力同秦国争霸天下 。东方六国从此再也没有一个国家可以单独抗衡秦国。战国进入了诸侯合纵抗秦的时代。
短暂中兴
长平之战、邯郸之战后，赵国实力及其地位一落千丈。廉颇在赵国之败后，被赵王重新任用相国并封为信平君，于赵孝成王十五年破燕军；十六年围燕都；二十一年取魏繁阳。其后因事逃奔魏，后转至楚为将，率军作战因楚兵不如赵兵，战不得志，在寿春抑郁而终，临死思报赵国。
庞煖在廉颇出走后，面对秦国、燕国的进攻毅然挑起了赵国的大梁。赵悼襄王三年，燕犯赵，庞煖率军抵。于常山东垣战燕军。此战，赵兵多用强弓劲弩，其伤亡甚重。燕军皆不利。后撤，遇李牧。又撤，遇庞煖。大败。此战死燕兵二万余人，其余的奔溃或投降了赵军。其后与李牧合兵下燕，武遂、方城。赵王赞其曰：“将军武勇，廉颇还赵”。赵悼襄王四年，庞煖统率赵、楚、魏、燕之锐师五十万攻秦。赵悼襄王六年，秦长安君成蟜率军攻赵，随后倒戈反叛，赵悼襄王封成蟜以饶，成蟜随后被秦军杀死。
赵幽缪王三年，秦将桓齮率军东出上党，越太行山深入赵国后方，攻占了赤丽、宜安（今河北葶城西南），对赵都邯郸构成严重威胁。李牧率所部南下，指挥全部赵军抗击秦军。李牧率边防军主力与邯郸派出的赵军会合后，在宜安附近与秦军对峙。他认为秦军连续获胜，士气甚高，如仓促迎战，势难取胜。遂采取筑垒固守，避免决战，俟敌疲惫，伺机反攻的方针，拒不出战。
桓齮认为，过去廉颇以坚垒拒王龁，现今李牧亦用此计；秦军远出，不利持久。他率主力进攻肥下，企图诱使赵军往援，俟其脱离营垒后，将其击歼于运动之中。李牧洞悉敌情，不为所动。当赵将赵葱建议救援肥下时，他说“敌攻而我救，是致于人”，乃“兵家所忌”。
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