秦王政十一年（前236年），秦王乘赵国进攻燕国之际，派王翦、桓齮、杨瑞分两路大军攻赵，攻占了赵国的阏与（今山西和顺）、撩阳（今山西左权）、邺（今河北磁县南邺镇）和安阳（今河南安阳西南）等9座城池城，赵国的实力大减。秦王政十三年（前234年）十月，秦王嬴政担心秦灭韩时，赵国仍有助韩的可能，再度攻打赵国的平阳（今河北磁县东南）、武城（磁县西南），斩首10万，大败赵军，并杀死赵将扈辄。接着挥军北进，为赵大将军李牧大败于宜安（今石家庄东南）。十五年，王翦改变战法，以一部兵力袭扰赵都邯郸（今属河北）,自率主力由上党(郡治长子,今山西长子西南)出井陉（今河北井陉西北），企图将赵拦腰截断，因李牧预有防备，受阻还师。十八年，王翦乘赵地饥荒，遣军围邯郸，亲率主力东出井陉。秦军多次受挫于李牧，王翦施反间计使赵王令赵葱、颜聚代李牧为将。次年，王翦大破赵军，平定东阳地区（约今河北邢台地区），赵葱战死，颜聚逃亡。

赵国经过秦国数年的攻击，死伤数十万，再无组织进攻能力了，仅能退守邯郸自保，秦军南渡黄河转攻韩国，攻克韩都郑（今河南新郑），虏韩王安，秦王政十六年（前231年）韩国不战而降，秦设颍川郡（今河南禹州市）。秦王政十五年（前232年），秦军分两路进攻番吾（今河北灵寿西南），亦被李牧击败，史称番吾之战。秦王政十六年（前231年），赵国代地发生地震。秦王政十七年（前230年），赵国大饥。秦王政十八年（前229年），秦灭韩后第二年，秦军乘赵国大旱，兵分两路，南北合击赵都邯郸。秦王政十九年（前228年），破赵军，攻占邯郸，俘赵王，赵国灭亡。赵国公子嘉逃到代（今河北蔚县东北），收拾残部，自立为代王。

燕太子丹遣荆轲刺秦王失败，秦将王翦领军攻燕国，燕王喜和代王嘉联合抵抗秦军，联军由太子丹统领，兵败易水，秦军克燕都城蓟（北京）。燕王喜与太子逃至辽东，秦将李信追击燕王，代王嘉劝燕王喜“杀丹献之秦王，秦王必解”。秦王政二十五年（前222年），王贲、李信率军在攻灭燕于辽东，俘燕王喜；不久又攻赵代残余势力，俘代王嘉。建立代郡（今河北蔚县西南）和辽东郡（今辽宁省辽阳市老城区）。