过了两年，廉颇再次率军又攻打齐国的几邑，把它攻占了。
再此后三年，赵国开始瞄向最近的魏国，廉颇率军进攻魏国的防陵、安阳，都攻克了。
赵惠文王三十年（公元前269年），秦国攻韩，赵国救援，于是发生了后来的阏与之战。这一次的战斗是赵奢带兵去打的。因为当时赵王问廉颇能不能打，结果廉颇认为路窄，不方便。不想去。而赵奢却认为，狭路相逢勇者胜。于是，赵奢率军去打。
阏与之战赵国大胜，但不甘失败的秦王又发兵攻魏国的几邑，廉颇则率军去救，再破秦军。
后来，因为上党事件，秦赵在长平摆开了决战的架势，廉颇最初为统帅，在长平阻击长平。
最初双方互殴，秦将王龁向长平的赵国军队发动进攻，廉颇率军对秦军展开进攻。赵国军队击伤了秦军的侦察兵，秦国军队的侦察兵斩杀了赵军的裨将茄（音：加，裨将的名）。
但秦军还是比赵军勇猛，很快的，王龁率军猛冲，攻破赵军阵地，击败赵将廉颇，斩杀赵军四名都尉，赵国的两个重要据点二樟城和光狼城均被秦军攻占。这时的廉颇经过思考，认为硬拼并不是办法，于是命令赵国的军队筑起围墙，龟缩在营垒里不去应战。秦国军队发起强攻，攻占下赵军西边的营垒，斩杀赵军两名都尉。
经此连败，廉颇率军败退至丹河东岸，修筑壁垒，赵军自此怯缩不战。虽然赵军不出战，但是廉颇的防守策略非常有效，生生的和秦国耗了三年。双方都无法取得胜利。
不过，赵国毕竟没有秦国的国力雄厚，三年下来，实在是耗不起了，此时，与秦国的议和又失败。并且还让秦国摆了一道，秦国把赵国使者到秦国议和的消息给其他国家看，结果其他国家都不不再出兵救赵，于是赵国彻底陷入了孤立无援的地步。
因此，赵孝成王考虑速战速决。对于廉颇畏惧秦军、久拖不决颇为不满，几次派人责备廉颇。要求尽快出战，好解决国内压力。
但是廉颇却不为所动。无奈之下，赵孝成王问计赵括，而赵括则力挺出战。秦国趁机也搞反间计，散布谣言说害怕赵括。
于是，廉颇就被从长平之战的战场换了下来， 廉颇告诉赵括：“秦军千里奔袭，利在速战，应以守为主”，并以“守势图”相托。不料赵括却冷眼相待，廉颇大怒，但无可奈何，交出帅印，回到邯郸。
结果长平之战大败。长平之战失败后，第二年，邯郸被秦军包围，誓要灭赵。幸亏后来有楚魏两国来救。加上廉颇率军拼死抵抗，才使赵国幸免。
长平之战后没几年，赵国国力大耗，几年之间，都不敢再有征伐的行动。
但战国时期的形势就是，你不打我，我就来打你。
很快的，看到赵国这么弱，燕国也想来欺负下赵国了，燕王于是出动了两支军队，两千辆战车，命栗腹率军进攻鄗城，卿秦率军进攻代地。
赵王派廉颇领兵反击，在鄗城大败燕军，杀死栗腹，俘虏了卿秦、乐闲，之后又包围了燕国都城。燕国割让五座城请求讲和，赵王才答应停战。
经此一战，赵王把尉文封给廉颇，封为信平君，并任假相（假是代理的意思，假相就是代理丞相）。
