为了打破这种不利的局面，秦国实施了离间计，派人携带重金前往赵国的都城邯郸，收买赵王左右的权臣，离间赵王与廉颇之间的关系。这些权臣在收受了秦国的贿赂之后，开始四处散布流言：说廉颇固守防御，只守不攻，是因为要讨好秦军，以寻机投降秦国。秦军最害怕的不是廉颇，而是赵国的大将赵括。糊涂透顶的赵王本来就认为廉颇怯战，听到这些流言之后，改变了主意，将廉颇从前线调回，任命赵括接替廉颇做了赵军的统帅。赵括是赵国名将赵奢的儿子，只知道夸夸其谈，纸上谈兵，而没有实战经验。他到了长平后，马上改变廉颇的只守不攻、以逸待劳的战略防御方针，积极筹划战略进攻，企图一举而胜，夺回上党，好向赵王邀功。秦王见离间计得逞，立即任命骁勇善战的大将白起代替王乾出任秦军统帅。为了避免引起赵军的警惕，秦王命军中对此严守秘密。白起针对赵括没有实战经验、鲁莽轻敌的弱点，采取后退诱敌、围困聚歼的作战方针，对兵力作了周密的部署。
公元前260年，赵括统帅赵军向秦军发起了大规模进攻。两军交锋后，秦军的诱敌部队随即假装失败后退。赵括不问虚实，立即率领赵军开垒出击，长驱直入，攻击秦军营垒。秦军早有防备，赵军不能攻下秦军的营垒，只好在阵前硬耗，士气消沉。与此同时，秦将白起派出两支骑兵部队，在赵军的左右两翼迂回攻击，切断了赵军的退路。秦军为防止赵军突围在赵军被合围后，迅速出动轻兵反复冲击赵军，以挫其兵锋。合围圈中的赵军初战不利，赵括为防赵军被分割歼灭，命全军修筑营垒工事，连成一片，坚守待援。赵军在长平被围的消息传至邯郸，赵统治集团深为震惊，举国震动。赵国在全国搜集留守部队，竭尽全力援救长平。为防止赵军内外联合破围，秦昭襄王亲赴河内尽征十五岁以上男子从军，组建了打援兵团自河内直插丹朱岭，在出赵军长平大本营之后，实施更加深远的纵深包围，彻底地阻断了邯郸与长平之间的一切联系。在被围困了几个月后，赵军缺粮断草，只得杀马充饥，饥寒交迫中的士兵，加上伤病的困扰，逐渐人心离散，斗志全无。绝望之中的赵括将赵军的精锐部队分成四队，试图通过轮番冲击，企图杀出一条血道突出包围圈，但未成功。赵括也在带领士兵突围的时候被秦军乱箭射死。
赵军大将战死，丧失统帅，内无粮草，外无救兵，突围无望，在绝望之中，军心崩溃，四十万赵军在万般无奈之下，集体放下武器向秦军投降。赵军投降秦国之后，由于人数实在太多，秦将白起怕投降的赵军日后一旦反叛难以镇压，便心生杀机。除了让其中年少体弱的240人回到赵国以外，其余的40万赵卒全部被坑杀于长平之外。40万个生命就这样在瞬间消逝，这是中国古代战争史上最令人心酸的一幕。但是，悲惨的历史并没有因为这40万生灵的鲜血而停下固执的脚步，仅仅几十年之后，同样的惨剧又上演了。
项羽坑杀秦降卒二十万
秦二世二年(公元前208年)，秦将章邯在镇压了陈胜、吴广起义之后，又打败项梁领导的反秦武装，攻破邯郸。赵王歇和张耳也被秦将王离率领的20万秦军围困于巨鹿。同时秦将章邯也率军20万屯于巨鹿南数里的棘原，修筑甬道为围城的秦军输送粮草。赵将陈余率军数万屯于巨鹿之北，但由于兵力悬殊，不敢前往救援。为解救巨鹿之围，楚怀王派出两路兵马，一路军队前往巨鹿解赵国之围，以宋义为主帅，项羽为副帅，另一支军队进攻关中，以刘邦为主帅，并许诺说谁先攻下关中，就封谁为关中王。
项羽进攻秦军之前，虽已有十几路诸侯军抵达巨鹿前来救援，但都慑于秦军威力，只是屯兵于外围，不敢出战。当楚军进攻秦军的时候，各路诸侯军仍闭门不出，各个将领只是从营垒上观望。项羽率领全部楚军渡过河水，下令全军破釜沉舟，每人携带三日口粮，以示决一死战之心。楚军以一当十，奋勇死战，九战九捷，大败章邯军，齐、燕等各路援军亦冲出营垒助战，俘王离，杀其副将，解巨鹿之围。后来，项羽日夜兼程渡三户津 (古漳水渡口，今河北滋县西南)，断秦军归路，大败秦军。章邯进退无路，率军20万请降。秦军主力遂告覆灭。但不久之后，项羽担心秦朝降军生变，便把20万的降兵活埋了。这是中国历史上发生的第二次大规模的屠杀俘虏的事件。
