当秦军携愤懑之气抵达端氏邑时，立即对廉颇的空仓岭防线发动了持续不断地攻击。"秦斥兵斩赵裨将茄。六月，献赵军，取二彰四尉。七月，赵军筑垒壁而守之。秦又攻其垒，取二尉，败其阵，夺西垒壁。"最终，赵军放弃了空仓岭，退到了丹水东岸。如果从防御的角度看，丹水比空仓岭更适合，起码它不受受到天井关的秦军夹击。
廉颇以水宽谷深的丹水为依托，全力加固防线。同时，制高点大粮山和韩王山可鸟瞰丹河河谷数十里，敌我动静，几乎全被廉颇掌握。从此，"廉颇坚壁以待秦，秦数挑战，赵兵不出"。实力强而急于求战的秦军一筹莫展，始终不能跨过丹河，战事遂陷入胶着。于是，军事斗争让与了政治调解。可刚即位三年的赵孝成王显然不是享国46年的秦昭襄王的对手。不久，赵国中了秦国的离间计。廉颇被年轻气盛的赵括替代，秦将白起也悄然来到前线。
史载赵括先"悉易约束，易置军吏"，后中了白起的诱敌深入之计。赵军久攻秦壁不下，继续增添兵马。这时，一部秦军溯秦川水绕到百里石后方；一部秦军沿着小东仓河突破赵军丹河防线，随即秦军主力迅速填满，将赵军主力与辎重部队彻底隔绝。如此，赵军主力被秦军主力和奇兵包围在了泫氏-长平关-故关-泫氏这片方圆五十余公里的三角地带，赵军辎重部队被秦军包围在了大粮山地区。赵军主力兵多粮少，辎重部队兵少粮多，两方不能互通。
等而围之，这在兵法上从无先例。实际上，白起成功的关键是利用了长平地区貌似河谷开阔，实际出口极少的地理特点。为防有可能出现的增援部队撕开百里石防线，秦昭襄王亲往河内，以秦国户口为交换条件紧急征发年15岁以上的男子发往长平。赵军陷入绝境。46天后，赵括将主力分为四队，组织轮番突击不遂，最后他亲自上阵，率精兵强行突围，被秦军当即射杀。主将战殁，赵军遂降，而秦国精壮经此战也损失过半。
