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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。