秦军主帅武安君白起；赵军主帅先是廉颇，后换为赵括。
八月，赵撤换廉颇起用年轻将领赵括为大将统率全军
前260 年春，秦赵两军交战达到白热化程度，赵军副将统率的前锋部队，在长平以南与秦军激战，全军覆没。赵军初战皆不利，廉颇率赵军主力四十五万退守长平以北，成囤居之势，筑垒自守，避不出战。四月至七月，王龁率秦军猛攻赵军营垒。双方激烈交战，秦赵两军均损失惨重。赵军前后六名尉官阵亡，丢失了两处要地，至七月，赵军西营垒被秦军攻占。在数战不利的形势下，赵军凭借地形，继续坚垒不战。秦军在之前的攻坚战中，死伤大半，攻势也逐渐减弱。双方在战场上，逐渐进入相持阶段。秦见赵军重兵集团缩成一团死守不战，一时难以吃掉，逐行反间，派间谍在赵境内，制造谣言，散布舆论。八月，赵撤换廉颇起用年轻将领赵括为大将统率全军。秦国暗中起用名将白起，并制定了诱其深入，分割包围、积极打援、聚而歼之的作战预案，并封锁一切消息。赵括至长平后，全面推翻廉颇的既定方案，准备同秦军决战。秦军诱赵军出战并佯退，赵括不知虚实，自率赵军主力倾巢追击，直至秦军营垒，秦军出动两万五千人的车骑快速部队，从两翼迅速穿插至赵军之后，控制谷口有利地形，切断赵军退路，并派五千骑兵监视赵军大营中的留守部队。秦军至此完成了对赵军主力的严密包围。
秦军为防止赵军突围在赵军被合围后，迅速出动轻兵反复冲击赵军，以挫其兵锋。合围圈中的赵军初战不利，赵括为防赵军被分割歼灭，命全军修筑营垒工事，联成一片，坚守待援。赵军在长平被围的消息传至邯郸，赵统治集团深为震惊，举国震动。赵国在全国搜集留守部队，竭尽全力援救长平。为防止赵军内外联合破围,秦昭襄王亲赴河内尽征十五岁以上男子从军，组建了打援兵团自河内直插丹朱岭，以出赵军长平大本营之后，实施更加深远的纵深包围，彻底地的阻断了邯郸与长平之间的一切联系。至九月底，长平赵军被围，断粮以达四十六日，赵军内部割死尸，宰战马，杀伤兵为食，人心浮动，濒临绝境。赵括知形势危急，集中所有精锐部队分为四个编队，不分昼夜，轮番突围。赵括身先士卒率赵兵冲秦阵，秦军万弩齐发，赵括身中数十箭，犹呼向前，力战而死。
赵军大将战死，赵军丧失统帅，内无粮草，外无救兵，突围无望，在绝望之中，军心崩溃不复有战心，遂全体掷兵弃甲向秦军投降。秦军受降，在解除赵军士兵武装后，只将年幼者二百四十余人放回，用以震慑赵人之心，而将四十余万赵国降卒全部坑杀。这一天，几乎所有的赵国普通家庭都感到了失去亲人的悲痛，母亲失去儿子；妻子失去丈夫；孩子们失去父亲。天黑了，落雨了，在秋雨缠绵，秋风凄苦的长平谷地，四十万袍泽同生同死，同休同戚，悲壮惨烈足以感天动地。当长平的雨水与血水交汇成溪流时候，有谁能分得清，这究竟是雨？是血？还是泪？这是中国古代战争史上最令人心酸的一幕。
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