公元前260年8月，赵括在对秦军形势几乎一无所知的情况下，率领赵军主力冲击秦军防线，结果陷入白起精心布置的包围圈。秦王得知秦军成功围困赵军后，亲赴河内，征召所有15岁以上男丁加入战斗，前往长平阻断赵军的粮道和援军通道，使赵军主力彻底失去了后勤支持。
同年9月，赵军在断粮46天后，士气消沉，死亡人数众多。赵括试图率精锐突围，但在秦军严密的防守下未能成功，最终不幸战死。赵括死后，赵军群龙无首，40余万士兵无奈投降。
面对如此庞大的降军，白起陷入了两难。这批赵军因为饥饿和绝望而投降，但内心并未真正归顺秦国，若将其释放，无疑是放虎归山；若长期关押，不仅人力、物力耗费巨大，且粮草供应困难；若疏于管理，降军一旦哗变，后果不堪设想。经过深思熟虑，白起做出了一个震惊世人的决定，他挑选出其中最年轻的240人放回赵国传达消息，其余40余万人则悉数引入山谷予以坑杀。
这就是历史上着名的长平之战，此役过后，赵国元气大伤，实力大减，再也无力与秦国抗衡。此次战争几乎夺走了赵国半数成年男子的生命，极大地震慑了其余六国，加快了秦国统一全国的步伐，使其一统天下的趋势愈发明显。