秦国挟长平之战余威，举65万大军进攻邯郸，以期毕其功于一役，把赵国永远从地图上抹去。
赵对于秦的进攻准备可以说到了极致，因为赵精锐部队的丧失，赵无力发动野战而转为守城，并为此囤积了大量的粮食及装备。同时外交也积极的开展。赵之平原君因长平之败的愧疚也积极的游说魏楚和组织邯郸保卫战。
秦昭王四十八年元月，秦聚兵约五十万人，且分兵三路，左路司马梗率军进攻韩之太原，取之，尽得上党地，以牵至赵北方主力不得南下；右路约十万增兵南阳，以拒魏楚联军；中路军约三十万人，直攻赵之邯郸。七月、八月间赵之武安、皮牢，两座赵都唯一可依赖的战略屏蔽被秦攻破。并于十月间兵围邯郸，这年是赵孝成王七年。
关于秦昭王四十八年正月至八月间对赵攻势，赵国采取的战略是坚壁清野，放弃野战和卫星城，集中各地的守军及粮食全力保卫都城邯郸。而此时的赵国精锐士兵早已于长平之战中伤亡殆尽，邯郸城内士卒多为刚征集的下民人数约在三四十万人左右。其中士兵年龄多为40岁左右的老人（古40岁即为老）或13到18岁的弱童。而年轻力壮的士卒不超过十万其中包括赵王的宫卫步兵和少量骑兵大约在一至两万人左右，这些构成了赵日夜突袭秦兵的主力。守将为大将军廉颇、宫卫统领乐乘，而平原君赵胜成为邯郸之战实际的最高指挥官。同时赵之邯郸的下民因长平之战，每家皆有丧子、丧夫、丧父，故同仇敌忾，誓卫赵都。
秦军以五大夫王陵为将，军众在三十万左右，以武安为据，包围邯郸，秦军构成以步弓兵为主，且攻城器颇多。秦五大夫王陵于邯郸城下望着邯郸周围万顷苍绿待实而被赵人尽毁的良田，王陵想道：秦军秦昭二十九年取楚都城郢，三十二年取魏都大梁，而兵赵之主力早已于去年斩杀殆尽，此时赵国邯郸守军不过为老弱病残，只需月余便可攻下。但当他看到雄武宽厚的邯郸城墙，及城上站立的赵国士兵时，他发现赵人的脸上分明露着一种决不屈服和复仇的面容。心中竟然产生了不安，这年是秦昭王四十九年，赵孝成王七年。
秦昭四十九年秋，十月，五大夫王陵率军急攻邯郸城，秦弓弩手，将数十万支箭射向邯郸城上，掩护步兵攻城，而步兵分两队，一队肩扛云梯，强登邯郸城墙，一队推冲车直攻赵区都之城门，且秦分三军不分昼夜轮攻赵都。但是一个月下来，秦军仅校官就战死五名，伤亡近两万人，而不得停下休整，转为小规模进攻以夺赵志。但相反是，赵军却一再攻出精锐步兵甚至少量骑兵不断突袭秦围在邯郸的营栅，竟使秦伤亡颇为惨重，反而秦军日夜防备，士兵多有殆懈。
邯郸前线的战况飞快的传到秦昭王的手中，秦昭王十分生气，而此武安君又病重，不得行，便一方面命令王陵集兵早日攻下邯郸，一方面组织援军。
收到信的王陵军于秦昭王四十八年，在寒风中的十二月向赵都邯郸发起第二次大规模的攻城战，但疲惫的秦军，在赵军弓弩下，多有伤亡，士卒战皆不利。赵出兵击之，却秦数十里。此战秦伤亡五千人左右。
赵之邯郸城内，伤员遍城皆是，但士兵依旧士气高昂，平原君赵胜，于寒冬将府内积粮存衣，散布赵民，并令其家人抢救伤员，大将军廉颇带甲上城亲自指挥督战，平原君赵胜亦往之。赵兵多弱，廉颇命弱者立城，强者于城内休养逢战而轮换，又命善射者集而射秦。期间赵之精锐常出城，多有不回者（战死），但秦亦伤亡惨重甚巨。
秦昭王四十九年正月，秦将军王龁率援军十万带着大量的兵备粮草及秦王的最后命令到达了邯郸。五大夫王陵即调整兵力准备向邯郸发动第三次，也是攻赵以来最大规模的一次进攻。可以相信王陵已经知道秦王的不满及以王龁代之的先兆，所以肯定的是王陵军第三次的进攻是相当猛烈的。
战事爆发于正月，在北方此时还是寒冷的冬季。此时邯郸被围将近四个月城内兵员损耗和粮食供给已显危机，人心在冬季更显得脆弱。但在廉颇、乐乘诸位良将的率领下赵军依然士气高昂。同时秦军在受到增援后士气也开始高昂。战事进行月余，赵兵拼死抵御秦军进攻并取得胜利。秦军伤亡惨重，士卒多怨。秦王以陵战不善，免，王龁代将。其后王龁率军连续攻打邯郸近五个月，依然没有攻下。十月，秦王杀了白起后又命郑安平率军五万支援王龁。此时邯郸城处于最危急的时候，粮草早已断绝，人皆“以骨为炊”，“易子而食”，赵军依旧不屈的抵抗着。同时平原君的外交战开始起作用，至十二月初，魏军八万楚军十万均已赶到邯郸外围，秦国也不断的增兵汾城（河东之地）以为声援，双方大战一触即发。同年十二月，信陵君指挥魏楚联军，对秦军发动了强大的攻势，魏军击于西，楚军击于东，赵军应于内，秦军三面受敌，全线崩溃。王龁率秦军主力向西急退数百里，入汾城才稍事喘息。在邯郸城南驻防的秦军郑安平部约两万人，被赵军重重围困。郑安平部远离主力，粮草断绝，突围无望，只得全军降赵。三国联军乘胜进攻汾城，秦军大败，被迫撤至河西，夹河对峙。联军乘势收复河东六百里之地，其威大震。
赵国在经历长平之战的失败后，部队兵员损失近五十万。此后赵国可作战的部队可分为这几部分：代郡守军防备匈奴及燕国，常备军约五万人战时可扩编为十万人，晋阳守军（赵国旧都）是赵之右翼，是进攻秦侧翼的跳板也是赵北方的门户，常备军约七万人。中牟守军（括屯留）赵之左翼抵御秦军的前哨和防备魏国的要塞，常备军三万人。邯郸守军赵国防御重心，因邯郸常临战事，故又分武安守军、武城守军，总体上看邯郸地区常备军在十万人左右。邯郸由于其战略地位的重要，因此成为战事最频繁的城市之一，也是军事防御最完备的城市之一。邯郸之战中赵国几临危急，但在赵国优秀将领的指挥下、赵国士兵的顽强抵抗下及赵国下民的舍身支援下都一一化解。从中可看出赵国所独有的、异于六国的气质，更加的悲壮血气、坚强不屈、团结一致。
关于邯郸之战，其悲烈程度堪比斯大林格勒保卫战和柏林战役。秦国对赵直接间接动用兵力在六十五万人左右，其中对邯郸作战的部队就达四十五万人。说其悲烈，更多的是双方的实力对比，如前所述赵国的兵力、国力在长平之战后已大不如前，邯郸地区可作战的部队不过十万。且在秦军不断围困和进攻下能保住都城不破，实在令人惊叹。邯郸之战以其说是是赵军的胜利不如说是赵民的胜利，赵国下民主要是邯郸下民为保卫邯郸所付出代价是沉重的，“赵亡卒数十万，邯郸仅以城免”是何其的悲壮。试想一下战前赵国各地的军队、粮草源源不断汇聚邯郸，赵国下民众志成城日日夜夜修缮城池，磨砺兵刃的情景，是何其壮观。由此可见一个国家、一个民族、一个部队所具有的慷慨悲凉的气质、血气尚武的传统、同心志协的风气是多么的重要。
邯郸保卫战的胜利，是诸侯合纵抗秦的胜利。由于史料的缺乏，这次重要战役的过程文献中没有详细记载。1982年，考古工作者在河南汤阴五里岗发现了一处战国后期阵亡将士古墓群，学者认为，此墓群在年代、地点与考古现象等方面都与邯郸之役相符，邯郸之役中，魏、楚联军就驻扎在今河南汤阴一带，秦军为阻挡援赵，在此设有重兵，秦军与援军之间发生激烈战斗，此墓群便是当时阵亡将士墓。墓群密集分布在二十多万平方米的范围内，东西成行，排列有序，总数约有四千座，死者多为男性青壮年，有的尸骨上还有铜镞。此墓群反映了当时战争之惨烈、延续时同之长及双方伤亡之惨重，为我们再现了联军与秦军作战的激烈壮观场面。
