李牧根据现场实际情况，采取固守之策。桓齮主力进攻肥下，企图诱使赵军往援，俟机将其歼灭。李牧洞悉敌情，不为所动。秦军主力去肥后李牧遂乘机袭占秦军大营，俘获全部留守秦军及辎重。李牧判断桓齮必将回救，遂部署一部兵力由正面阻击敌人，将主力配置于两翼，大破秦军。
李牧因功被封为武安君，声名鹊起。三年后，秦军进攻番吾，李牧再次击败秦军。同时，李牧还率领军队抵御韩国和魏国，成为赵国的中流支柱。
公元前229年，秦国派王翦再次进攻赵国，赵王任命李牧为大将军，司马尚为副将，抵抗入侵秦军。王翦知道李牧不除，秦军在战场上不能速胜，于是用反间计，派奸细进入赵国都城邯郸，用重金收买了赵王迁近臣郭开，让郭开散布流言，说李牧、司马尚勾结秦军，准备背叛赵国。
赵王迁听到谣言，不加调查，就立即派宗室赵葱和齐国将军颜聚接替李牧，因当时形势危急，并且李牧重视独立行事权，他没有接受命令。赵王于是派人乘其不备逮捕并杀死了李牧，同时也撤了司马尚的官职。
