公元前262年，秦国派出20万大军攻打韩国的野王地区。面对强大的秦军，被公认为“战国七雄”当中实力最弱的韩国当然抵挡不住，韩国的军队很快就败下阵来。秦军顺利地占领了野王地区，割断了韩国上党地区与韩国国都郑的联系。上党太守冯亭认为韩国已经不可能保护上党地区了，于是决定向北边的赵国求援，并且表示，如果赵国能打退秦军，那么上党就归附于赵国。赵国雄厚的军事实力远非弱小的韩国可以比拟，它是当时少数几个可以和强大的秦国一较高下的国家。
赵王接到冯亭的求救信后，连忙召集大臣商量。平阳君赵豹认为无端占便宜容易引来灾祸，主张拒绝冯亭的请求。而平原君赵胜则持不同意见。他提醒赵王：有时候一个国家即使发动百万大军进攻，也未必能夺得一座城池；如今不费一兵一卒就可以获得一大片土地，这种天上掉馅饼的好事不会再有第二次了，所以不可以错过。赵王觉得赵胜的话很有道理，于是接受了冯亭的求援。
公元前260年，秦国20万大军开始攻打上党。赵王派老将廉颇率领20万赵军支援上党。赵军才到达长平关，就遇到冯亭和他的残兵败将。冯亭告诉廉颇，上党已经被秦军攻陷，得胜的秦军正追杀过来。于是廉颇立刻命令赵军停止前进。他分析了长平附近的地形地势，部署防御，严阵以待。形势一触即发，秦赵两个战国军事强国之间的大战已不可避免。
廉颇心思缜密，经验丰富，是战国时期最有名的将领之一。他发现秦军来势凶猛、士气高昂，所以拒绝了手下参谋提出的与秦军决一死战的提议。相反，他命令赵军加紧修筑防御工事，加强守卫。秦军多次想引诱赵军出战，但是老谋深算的廉颇始终高挂免战牌，拒绝应战。发现赵军不肯上当，秦军好几次不得不硬着头皮强攻赵军的营垒。但是赵军的营垒非常坚固，秦军屡次进攻都没有占到什么便宜，只好暂时放弃进攻的念头，开始挖掘自己的战壕，准备打持久战，而这正是廉颇所希望的。他深知一支军队的战斗力需要后方充足的补给作为保障，秦军尽管表面看上去很厉害，但是远离秦国后方，粮食运输非常困难；而自己则能够就近得到赵国的支援和补给，只要坚持防守，形势就会转向对赵军有利的一面。等过上一段时间，秦军的粮食吃光了，他们只能撤退，那时候赵军再发动进攻就可以稳操胜券了。
秦军也很清楚持久战对自己不利，秦王决定用计谋除掉廉颇这个眼中钉。秦国派出间谍到赵国散布谣言，说秦国并不害怕廉颇，只害怕赵括。赵括是赵国名将赵奢的儿子，他从小熟读兵书，每次和父亲争论军事问题，总是头头是道，连父亲都争不过他，所以很多人都认为赵括是军事天才。赵王听信了谣言，打算派赵括前往长平前线，代替廉颇指挥赵军。就在这个时候，赵括的母亲站出来反对赵王的决定，劝赵王收回成命。她很清楚自己的儿子只是读过点儿兵书而已，叫他嘴上说说、空谈理论还可以，如果真叫他上战场指挥打仗，肯定要吃败仗。可是赵王此时已经听不进别人的劝告。这个可怜的老妇人只好哀求赵王，如果她的儿子打败了，请不要惩罚她。赵王答应了她的请求。
赵括带领20万援军赶赴长平代替廉颇，此时，他手中已有40万军队。赵括信心十足，立即改变廉颇只守不攻、疲劳敌人的战术，把战略防御改成战略进攻，想显示一下自己的军事才能。
与此同时，秦军的兵力也增加到了50万人，秦国还任用与廉颇齐名的白起将军作为长平前线的最高指挥官。白起针对赵括既没有作战经验又鲁莽轻狂的特点，决定将计就计，诱敌深入。白起先故意让赵括赢得几次小规模的胜利，尝点儿甜头。这一招非常有效，赵括很快就被眼前的胜利冲昏了头脑，他甚至没有制定具体的作战计划，就盲目出动主力军队向秦军进攻。秦军稍做抵抗就立刻撤退，赵军乘胜对秦军营垒展开攻击。但是一连几天，赵军都没能突破秦军的防线。然而，就在这几天时间里，白起派出一部分秦军迂回绕到赵军的后方，切断了赵军的退路，而赵军主力两侧则遭到了秦军强大的骑兵部队的袭击。赵括这才发现陷入了秦军的包围圈，但是为时已晚。无奈之下，赵括只好下令赵军先就地扎营，构筑一个临时的防御阵地。但是，现在防御战已经救不了赵军了。赵军的补给线路已经被秦军切断，军中的粮食在一天天减少。赵军全军上下都很清楚，如果不能突围出去，只能是死路—条。
在随后的46天中，40万赵军官兵与秦军连续恶战，寻求生路。面对赵军的拼死冲锋，50万秦军也死伤过半。眼看包围圈就要支撑不住了，秦王紧急命令秦国所有年满15岁的男子全部加入军队，赶往长平参战，补充前线巨大的人员伤亡，最后总算稳定了战局，没让赵军突围成功。随着时间的推移，在包围圈中得不到任何补给的赵军处境越来越困难，粮食越来越少，士兵们越来越饿，一些受伤的赵军士兵甚至被饥饿的同伴杀死吃掉。形势变得令人绝望，赵括意识到粮食即将耗尽，援军却还没有影子，除了率领部队拼死突围以外，别无出路。他亲自挑选了一批精锐士兵，给他们配备了最好的兵器，开始最后的突围尝试。这一次，赵括亲自冲到了第一线鼓舞士气，督促部下拼死作战。眼看赵军就要冲出秦军的包围圈了，在这关键时刻，赵括本人被秦军的弓弩手射杀。主帅阵亡，赵军大乱，彻底丧失了继续作战的勇气，士兵们放下武器，向秦军投降。
赵军投降以后，白起命令秦军乘夜色出其不意地杀入已经投降的赵军营地，把赵军士兵将帅全部杀死。长平之战中，被杀死的赵国战俘和战死者人数达到了45万余人。在秦军屠杀赵国降兵的地方，河流流出的水都变成了红色，这条河从此被人们称为丹水。
长平之战至此宣告结束。这是战国时期规模最大、最血腥的一次战役。秦赵两国总共在长平投入了将近100万军队进行厮杀，战场上尸积成山，血流成河。白起杀害几十万赵军俘虏的行径，已经不再是军人在战场上杀死对手的战斗行为，而是赤裸裸的屠杀，这引起了人们极大的恐惧和愤怒。至今，长平的当地百姓仍然把白色的豆腐称为白起豆腐，每年都要在特定的时候大吃白起豆腐，表达他们对白起的仇恨。
长平之战以后，赵国一蹶不振，再也没有实力与秦国争雄天下，秦国成为战国七雄中实力最强的诸侯国。公元前259年，有一个婴儿降生了，他的名字叫嬴政。在他的统治时代，六国灭亡，天下统一，开始了中国历史上的封建时代，他也成为中国历史上第一个皇帝——秦始皇。