趙括替換廉頗後，卻不知秦國也暗中換將，秘密把武安君白起調到了前線，初入戰場的趙括面對久經沙場的殺神白起顯得有些稚嫩。趙括抵達前線後，改變原有的防守戰略並撤換大批中下級軍官，收縮兵力準備主動攻擊秦軍，企圖一戰殲滅秦軍。秦軍按照白起的指揮，作戰不久後便詐敗，把追擊的趙軍主力引誘到埋伏圈中。趙括不知中計，指揮全軍猛攻秦軍陣地，給予秦軍重大殺傷，但秦軍頑強抵抗，趙軍無法攻破。此時趙軍主力已經遠離故關十二公里。預伏在小東倉河北岸的兩萬五千名秦軍突然出擊佔領韓王山，切斷了趙軍的退路。五千騎兵也兵臨故關前，使留守故關的趙軍不敢支援。趙軍被完全分為兩段。趙軍出擊主力失去後勤保障，留守部隊空守糧草輜重不敢增援。秦軍抓住有利態勢，從兩翼攻擊趙軍。趙軍分兵作戰，不能取勝，趙軍主力被秦軍壓縮在了秦軍防禦壁壘所在的將軍嶺與韓王山所夾挾的一片低凹的山谷。，趙軍只能再次修築營壘，堅壁自守。可這次的堅守不同於之前廉頗的堅守了，全軍被困，糧草斷絕，情況極其糟糕。

趙軍被困46天，軍隊內部已經開始互相殘殺吞食。趙括無奈之下，把軍隊分為4支，開始組織突圍，不過連續衝擊5次，都失敗而歸。最後，趙括親自上場帶領衝鋒，卻被秦軍射殺，趙軍大敗，趙國軍隊40萬人只能選擇投降。出乎所有人預料的事，白起選擇坑殺了這40萬降卒，只留下240名年齡小的回趙國報信，令各個諸侯國膽寒。

趙國經此一戰國力大損，再也不能與秦國爭雄，也奠定了秦國一統天下的步伐。