当赵军初战失利时，赵孝成王与楼昌、虞卿等商议，想亲自率领部队与秦军决战。楼昌认为这样做，无济于事，不如派地位高的使臣去秦国议和。而虞卿则认为如果秦国决心攻打赵国，和议难成，不如派遣使者携带珍宝去楚国、魏国活动，使秦国畏惧各国的合纵抗秦，这样和议才有成功的可能。但是赵孝成王采纳了楼昌的建议，派郑朱前去秦国议和。虞卿一再劝谏，说“郑朱入秦，秦王与范睢必定隆重接待，以示天下。楚国、魏国以为赵国已经议和，必定不出兵救赵。秦国知道天下之不救赵国，则议和不能成功，议和不成，赵军必败。”
赵孝成王最终没有采纳虞卿的谏议，郑朱到了秦国求和。秦国为了麻痹赵国，防止各国合纵，并争取时间，加强军事准备，以便给赵军以严重的打击，果然利用赵国求和的机会，对赵国使者郑朱殷勤接待，有意向各国宣传秦、赵已经和解，借以防止各国出兵救赵。于是赵国的处境更加孤立。
赵孝成王早已恼怒廉颇的军队数次战败，又反感廉颇坚壁不敢战，秦国丞相范雎又派人携带千金到赵国施行反间计，并散布流言说：“廉颇很容易对付，秦国最害怕的是马服君赵奢的儿子赵括。”赵王决定换将，当时名将李牧长期驻守代地雁门郡，远离朝中。名将乐毅弃燕投奔赵国不久，被封于观津，其心未附。赵王则将秦国的反间计信以为真，立刻把赵括找来，问他能不能打退秦军。赵括说：“要是秦国派白起来，我还得考虑对付一下。如今来的是王龁，他不过是廉颇的对手。要是换上我，打败他不在话下。”于是不顾蔺相如和赵括母亲的谏阻，派赵括去接替廉颇为主将。
周赧王五十五年（前260年）农历七月，赵括统率一部援军来到长平，接替廉颇为主将。赵括到任后根据实际情况更换部队将领，改变军中制度，又一改廉颇的作战方针，主动出兵进攻秦军。
秦昭王得知赵括代替廉颇担任主将后，为能彻底击败赵国、能一战定乾坤，暗地里调武安君白起为上将军，改命王龁担任尉官副将，并令军中严守秘密，有走漏消息的格杀勿论。
在赵括出兵进攻秦国军队的时候，白起命令秦军佯装战败溃退，赵括不知道秦国已经暗地里用名将白起换下了王龁，就命令赵国的军队乘胜追击，一直追到秦军的营垒，但是赵国的军队无法攻破秦军用两年时间加固的营垒。
白起命令一支2万5千人的部队突袭到赵军出击部队的后方，截断赵军的后路，又命一支5千人的骑兵部队插入赵军与营垒之间，将赵军主力分割成两只孤立的部队，同时切断赵军的粮道。
白起又派出轻装精兵向赵军发动多次攻击，赵军数战不利，被迫就地建造壁垒，转为防御，以待救援。
秦昭王得知赵军主力的粮道被截断，就亲自到河内郡（今河南沁阳及附近地区），加封当地百姓爵位一级，并征调全国十五岁以上的青壮年集中到长平战场，拦截赵国的援军和粮运。周赧王五十五年（前260年）农历九月，赵军主力已经断粮四十六天，士兵们相互残杀为食。赵括将剩余的赵军组织成四支突围部队，轮番冲击了四、五次后仍不能突围。于是，赵括亲帅精锐部队强行突围，结果被秦军乱箭射死。