消息传到赵国，群臣议论纷纷，蔺相如托病。
如果秦军占有赵上党，则完全控制了河东这个战略重地。北上可取赵旧都晋阳（今山西太原西南），向西越过太行山可直接威胁赵国的都城邯郸。由于秦国占据了韩国的上党地区，又将攻破赵的上党，形势对赵国十分不利。群臣中有坚持用廉颇的，有建议用赵括代廉颇的，有建议用田单代廉颇的，还有建议用蔺相如代廉颇的。赵孝成王认为，秦军已占有韩上党，正在蚕食赵上党，固守是守不住的，必须得把秦军赶出上党地区。孝成王准备用赵括为将，但他想听听望诸君乐毅的意见。
乐毅虽然卧病在家，但对外面的形势非常了解。乐毅认为，从秦昭王的战略部署来看，秦赵之间必有一场大决战，而上党地区就是秦赵决战的第一战场。廉颇是一位以勇气闻名的优秀将领，他的长处是能够在短时间内决出胜负的攻坚战和平原野战，而不是像上党战役这样的持久战。蔺相如是一位出色的辩士，带兵打仗不是他所擅长的。大臣建议用蔺相如代廉颇是对他举荐廉颇不力的怨言。田单有在齐国固守即墨，最终反攻燕国光复齐国的经历，是一位可以重用的人。乐毅说如果他不是染有重病，力不能行的话，他愿意为孝成王出征上党，但是不行了。乐毅建议孝成王以赵括代廉颇为上党地区将，以田单为邯郸地区将，调廉颇回来防备燕齐魏趁赵国与秦国在上党决战之机对赵国进行攻击。乐毅进一步解释了这样做的原因。赵括少年即在军中，军事经验丰富，有攻城和野战的经验，而且有在阏与和赵奢大破秦军名将胡阳的盛名，军中敬畏其父子。而且赵括军事理论深厚，赵军将领多从其研习兵学，对他都很佩服，以他为权威，能够服从他的调遣。赵括有其父赵奢之风，治军严整，深念君恩，可以信赖。秦赵上党决战必然是一场巨战，乐毅认为赵国有能力指挥如此巨战的有四个人，赵括、田单、李牧和他本人。此时匈奴大举进犯赵国北部边疆，李牧的压力很大，根本无法抽身。而乐毅染病无法出征。田单本是齐国人，到赵国时间不长，虽然高居相位，但群臣仍视其为外人，军中高级将领恐怕多有不服。田单只可坐镇，而不可出征。对于魏冉居陶国对邯郸的巨大威胁，正可以用田单来抵挡。赵括是公室出身，与其父素有威名，是指挥上党战区的最合适人选。乐毅本人虽不能亲自带兵打仗，但无碍于给孝成王当一个好军师。孝成王认为乐毅的见解十分深透，对廉颇、田单和赵括的安排可谓各得其所。于是命赵括为将，率军解救上党。
赵括回家后，准备出征。其母让赵括多向赵王求赐安家。以往赵奢与赵括战胜归来得到赵王的赏赐后，多会分给军中将士，父子二人对钱财并不看重。赵括不解，问其母。括母说，你此次出征，指挥的部队不下百万，赵国的一半军队都听你的调遣，这不能不让赵王担心。而且上党地区自来是天险，足以自立，你手握重兵在此，日久，必然会有人向赵王献谗。秦赵决战，秦国必然是武安君白起与你决战，胜负当在伯仲之间。败则，吾家不存。胜则，冲天之功，必为赵王忌惮。你父子盛名已久，早已遭人嫉妒。你多向赵王求赏，置办家业，替子弟求封；而你须孤身出征，家中子弟尽留邯郸，以此示你恋家必归之意。君王历来不爱贪名的将军，你父亲好廉名，结果群臣对他多有排挤。让你求财自污，实属无奈。如此巨战，实际上已难以分辨胜负，全在评判者的侧重，因而必须要赵王不疑才行。赵括依其母言。括母又向孝成王贬赵括，劝赵王不要让赵括为将，以此来试探赵王对赵括的任用决心。见赵王用赵括之意已决，便诱赵王许诺无论赵括胜败，与其家人无关。赵王同意了。
赵括到长平后，严明了军纪，对廉颇使用的将领多有裁撤。廉颇好用勇敢军人为将，但多不善谋，不善统御。赵括对赵军进行了一番整顿后，再与王龁交战，王龁不利。昭王听说赵括已到长平，急调武安君白起。赵括见秦军的集结与部署大为变动，知道武安君已到军中。八月，白起见赵括渐收失地，便提出与赵括决战。孝成王命赵括抓住时机，尽快击败白起，再向东解决魏冉。于是，赵括同意决战。
白起在西，赵括在东。在白起西面五十里是很深很宽的沁水，在赵括东面十里是河床很宽但水很浅的丹水。两军南为太行、王屋，为秦军所占，北为太行山脉的几处关隘，分归秦赵。这块矩形战场坐落在上党盆地中。赵括命令驻守沁水西岸皮牢（今山西翼城东北）的赵军扫除沁水沿岸的秦军，控制沁水，向东与赵括军夹攻白起军。命令驻守晋阳的赵军南下临汾、安邑一线，保护皮牢军，威慑河西空虚的秦国本土。决战开始了。赵括率军猛击白起军，白起军向西撤退。眼看就要退到沁水东岸了。突然，赵括发现，沁水东岸沿线有秦军的营寨。这是白起命令驻守在沁水东岸光狼（今山西端氏西北）的秦军在一夜之间扎起的营寨。白起军进入背水阵中，拼力死守。赵国的皮牢守军被王龁阻击，没有完成赵括的控制沁水沿岸、东渡夹击白起军的指令。晋阳的守军被秦将司马梗阻击无法南下完成对皮牢军的支援。赵括军虽然屡次冲入秦军背水阵，但在沁水中的秦国战船马上又配合岸上的秦军将进入秦寨的赵军消灭。这些战船是坐镇野王（今河南沁阳）的秦昭王派来的。赵括与白起在沁水东岸进行了一场面对面的消耗战，两军难分胜负。赵括无法消灭白起军，也摆脱不了他们。由于秦军列的是背水阵，赵军突破他们没有意义，突破后，面对的是一条又宽又深的沁水，水面上是秦军的战船。赵括想退回长平，但稍一行动，白起军就死死地缠上来，赵括明白了，白起是要全歼他这支赵军。大军作战，粮食是关键。白起军有沁河上的秦舰补充给养，而赵括军却只能吃随身携带的少量粮食。赵括不得已，命一支赵军断后，掩护大军东撤。但就在快到长平的时候，前方出现了一片营寨，一股数量极大的秦军堵住了归路。这是秦昭王从野王发来的援军，目的在于断赵括的退路和粮道。身后的白起军在消灭了执行掩护任务的赵军后，又攻了上来，与阻断赵括的野王军夹击赵括。摆在赵括面前的路只有越过丹水东撤陵川。赵括撤到丹水河边时，意想不到的事情发生了。本来不深的丹水突然间变得像沁水一样宽，一样深了。没有渡河船只的赵军被突然间变宽的丹河断了最后一条路。原来，丹河里的水是秦昭王从黄河中引来的。丹河中有不少秦军的舰船。丹河东岸有秦王从野王发来的部队，阻击陵川赵军的援救。实际上，陵川的赵军未敢来救。赵括被秦军死死地围住了。长平、晋阳、皮牢的赵军拼命向赵括靠拢，秦昭王派出的野王军、司马梗军、王龁军也拼命地阻击。整个河东战场的形势是冲与堵，只要秦军有一路被突破，秦军就会满盘皆输。秦昭王让穰侯从陶国对邯郸加紧进攻，使赵国不能抽调兵力援救长平。赵括面临的最大问题就是没有粮食。随身携带的少量粮食早已吃光，粮道又被切断。战马也都杀了，可以吃的东西都吃了。最后，赵括不得不下令以军中残、病、弱、老者为食。赵括曾派赵军中英勇果决之士刺白起，白起受伤。在被困了四十六日后，赵括选军中一酷肖自己之人，穿他的铠甲，用他的旗号引一军向晋城（今山西晋城）突袭，而自己引一军向长平突围。秦军射死酷肖赵括者，以为赵括已死。秦军围住赵括军，向赵军喊话，说赵括已死，劝赵军速降。于是，赵括诈降。白起发现，赵军虽降，但仍然不乱，疑是诈降，怕赵军反复。白起想先将赵军解除武装，再尽杀之。便假意接受赵军投降。赵括对手下的将领说，赵军并未战败，斗志未懈，白起不会真心受降。秦军的接受投降必然也是假的，秦军在解除赵军武装后，会再攻赵军。赵括打算在秦军受降时，利用与秦军接近的机会，先动手。在受降时，赵军突然向秦军发动袭击，两军再战，死伤无数，赵军终因力竭而败。
白起选从长平附近捉到的赵国少年向邯郸报假信，以造成邯郸混乱。邯郸听说赵括投降，大震，秦国混在邯郸的间谍乘机渲染赵军大败的气氛，蛊惑人心。与赵奢赵括不善者请赵王夷灭赵括三族。因赵括母在赵括出征前与赵王有约，孝成王没有食言。田单不信，拷问报信的赵国少年，方知这些少年乃外围之人，并非亲眼所见赵括投降。报信人都是秦军不杀，依秦军之言给赵国报信的。田单尽杀少年，使间谍详查长平之战的确实情况。不久，间谍回报田单，赵括是诈降,最终战死。赵括全军战死，虽然损失惨重，但消耗的秦军数量更多。于是，田单稳定赵人心，捕杀蛊惑造谣者。孝成王问望诸君长平之战，乐毅说，赵括虽死而赵军未败。赵括的部署可谓得当，只是赵皮牢、晋阳二军未能完成任务，殊为可惜。赵军虽然损失稍大，但秦军的消耗的人力物力也不相上下，秦赵两强对峙的格局没有改变。赵国的最大损失是失去了赵括。秦军虽然暂时能够占领河东，但已兵力虚弱，必然会被赶走。孝成王厚赠赵括家人，夷陵川守将。赵军全部战死后，白起使人寻找赵括尸，不得，只找到赵括用剑和铠甲。白起极为伤心，以衣冠厚葬，取赵括剑自用。赵括身材长大，美姿仪，矫健多力，人格特出。战后，白起见秦昭王，论赵括。白起说，我以五十万之众围赵括二十万之军，伤亡过半，才全歼此军，是我用兵以来从未有过的事情。腹中无食，以人充饥而斗志不懈，这是赵括的本领。长平之战，秦军精锐损失过半，优秀将领死伤无数，实际是秦军未胜，赵军未败。唯一的不同是，赵括死了，我还活着。秦昭王说，长平巨战，秦失六十万，赵失七十万，秦可谓小胜。而赵括死，武安君存，可谓大胜。事后，范雎谓秦昭王，长平巨战，大胜的是秦王。秦王笑而不答。三年后，秦昭王五十年（公元前257年），昭王杀白起。秦将郑安平降赵，上党复归赵。