筑的袋形埋伏圈；然后从侧翼派出两支奇兵，一支为轻兵两万五千人，长途跋涉，绕到赵军背后，奇袭了赵军的最后一道防线百里石长城。百里石长城所在的山脉突兀横亘于平原之上，一边通往长平前线，另一边通往赵国大后方。

赵军由于一味进攻，重兵集结前线，导致后方兵力空虚，秦军趁赵军没有防备，将其夺占，使得长平的赵军与后方断绝，这是赵军陷入危机的开端。秦军出其不意的穿插到赵军背后，袭占百里石长城防线，反映出白起一贯的战术风格，深藏不露，避实击虚。

在秦军奇袭百里石长城的同时，长平的正面战场秦军却一副节节败退的样子。八月，一心寻求决战的赵括在不明虚实的情况下，贸然采取进攻行动，秦军假意败走，暗中张开两翼设奇兵胁制赵军，楔入赵军先头部队与主力之间，伺机割裂。赵括完全没有意识到在他前面，有一个巨大的口袋型的秦军预设阵地，此时白起派出另一支奇兵，突然出现在赵军背后，利用地形将整个袋形埋伏圈堵住，整支赵军陷入包围。赵括连杀八名都尉以稳定军心，命令数十万赵军从各个方向冲击秦军壁垒，却始终不得突围。

白起令两翼奇兵迅速出击，将赵军截为三段。赵军首尾分离，粮道被断。秦军又派轻骑兵不断骚扰赵军。赵军的战势危急，只得构筑垒壁坚守，以待救兵。秦昭襄王听说赵国的粮道被切断，亲自到河内郡督战，征调十五岁以上男子全部应战，加封应征者爵位一级，以倾全国之力与赵作战。

九月，赵兵已断粮四十六天，饥饿不堪，军心动摇，甚至自相杀食。赵括走投无路，重新集结部队，分兵四队轮番突围，终不能出，赵括亲率精兵出战，被秦军射杀。赵军大败，四十万赵兵投降。白起与部下计议说：“先前秦已攻陷上党，上党的百姓不愿归附秦却归顺了赵国。赵国士兵反复无常，不全部杀掉，恐怕日后会成为灾乱。”于是使诈，将赵降卒四十万全部坑杀，只留下二百四十名年纪小的士兵回赵国报信。

长平之战，秦军先后斩杀和俘获赵军共四十五万人，创造了中国先秦战史上最大的一次歼灭战战例。战后，赵国上下为之震惊，从此元气大伤，一蹶不振。

长平之战胜利后，白起一面平定了上党全境，巩固秦军对上党的控制；一面请秦昭襄王增调军队和粮草，准备乘胜一举灭亡赵国。秦昭襄王四十八年（前259年）十月，白起分兵三路：一路由王龁率领，攻占赵都邯郸（今河北邯郸）以西的要地武安、皮牢（今河北武安）；一路由司马梗攻占赵太原郡（治今山西太原西南）；白起自统主力驻留上党，准备进攻邯郸。

韩国和赵国惊恐万分，派苏代用重金贿赂秦相应侯范雎说：“白起擒杀赵括，围攻邯郸，赵国一亡，秦就可以称帝，白起也将封为三公，他为秦攻拔七十多城，南定鄢、郢、汉中，北擒赵括之军，即使周公、召公、吕望的功勋也不能超过他。如果赵国灭亡，秦王称王，那白起必为三公，您能在白起之下吗？即使您不愿处在他的下位，那也办不到。

秦曾经攻韩、围邢丘，困上党，上党百姓皆奔赵国，天下人不乐为秦民已很久。今灭掉赵国，秦的疆土北到燕国，东到齐国，南到韩魏，但秦所得的百姓，却没多少。还不如让韩、赵割地求和，不让白起再得灭赵之功。”于是范雎以秦兵疲惫，急待休养为由，请求允许韩、赵割地求和。秦昭襄王应允。秦昭襄王四十八年（前259年）正月，秦与赵、韩停战言和，各自撤兵。白起闻知此事，从此与范雎结下仇怨。

秦昭襄王四十八年（前259年）九月，秦又发兵，打算派五大夫王陵攻赵都邯郸。白起闻讯后，极力劝阻。

秦昭襄王说：“前年国库空虚百姓受饥，您不考虑百姓的负担能力，要求增调军粮消灭赵国。如今寡人休养百姓来供养士兵，蓄积粮食，三军将士的俸禄超过从前一倍，而您却说‘不可以攻赵’，这种说法有什么道理吗？”

白起解释道：“长平之战，秦军大胜，赵军大败。秦人欢喜，赵人害怕。秦国百姓战死的得到厚葬，伤者得到了特殊的照顾，劳苦者饮酒解乏，吃饱喝足并得到馈饷，消耗了国家的资财。赵国战死者得不到收殓，伤者得不到治疗，哭泣哀嚎，尽力共同分担忧患，加紧耕田劳作，多生资财。如今大王能够派出的军队虽然超过从前的一倍，臣料想赵国的守备也会达到原来的十倍。赵国自从长平之战以来，君臣忧虑恐惧，早晨很早上朝，晚上很晚退朝，用低下的言辞和丰厚的礼物，四面遣使向诸侯求和，同燕、魏结亲，同齐、楚交好，处心积虑，把防范秦国当作最要紧的