公元前247年（
秦庄襄王四年），
秦国国君秦庄襄王去世，其子
秦王政（秦始皇）继位。秦王政继位后，采纳谋臣
尉缭、
李斯的建议，用重金收买六国权臣，破坏诸侯合纵，在军事上实行由近及远、各个击破的方略，以实现统一天下。
公元前234年（秦王政十三年），桓齮又率军进攻平阳（今河北磁县东南）、武城（今河北磁县西南），杀死赵将
扈辄，斩首10万，大败赵军，占领城池。
公元前233年（秦王政十四年），桓齮挥军越
太行山，占领赤丽、
宜安两邑（今河北石家庄东南），进攻赵国腹地。赵王急调在北方戍边抵御
匈奴的名将
李牧，带兵抗秦，在肥（今河北晋州西）大败
秦军。桓齮奔还。
公元前232年（秦王政十五年），秦军又分两路进攻邺和
狼孟（今山西阳曲）、
番吾（今河北灵寿西南），亦被李牧军击败。但赵军也损失惨重，只得退守都城
邯郸（今河北境内）。
此后
秦军经过三年休整。公元前230年（秦王政十七年）正当秦军消灭韩国时，赵国遇到严重旱灾，国内缺粮，人心浮动。秦国在稳定占领区形势，将韩地改建为
颍川郡后，立即转用兵力于赵国，于公元前229年（
秦王政十八年）派军乘赵国大饥之机从两个方向对赵国发动进攻。
王翦率上地（今陕西北部）兵，羌瘣率羌兵出
井陉（今河北井陉西）；
杨端和率
河内（今河南新乡一带）兵，分由南北夹击邯郸。
赵王迁派
李牧和
司马尚率军抵抗。李牧仍采用筑垒固守，避免仓促决战的方针。秦军屡攻不胜，形成相持。
王翦利用赵王迁庸碌无知、其宠臣
郭开贪财好利和嫉贤妒能的弱点，使用
反间计。赵王迁听信谗言，遂命
赵葱和
颜聚代替李牧、司马尚为将。
李牧拒不受命，被赵王迁杀死。李牧治军有方，爱护部属，在边防与官兵共同生活、战斗多年，颇得士心，被杀后军心涣散，部队解体。
公元前228年（
秦王政十九年）三月，
王翦军乘势猛攻，一举击败赵军，杀赵葱，占
东阳（
太行山以东）。颜聚惧逃。十月，王翦、羌瘣军攻破邯郸，俘虏
赵王迁。赵公子嘉带领
宗族数百人逃代（今河北
蔚县西北），自立为王。但此时赵国已名存实亡，秦国在赵地设置
邯郸郡。
代地赵军与
燕军联合驻上谷易水（今河北怀来西北），企图阻止
秦军继续北进。公元前227年（秦王政二十年），又为秦军击败。至公元前222年（秦王政二十五年），王翦之子王贲率军在攻灭燕赵残余势力后，破代，俘代王嘉。赵国彻底灭亡。
（幽缪王迁）七年，秦军攻打赵国，赵国大将李牧和将军司马尚领兵，反击秦军。李牧遭到陷害被杀，司马尚被免职，赵匆和齐国将军颜聚接替他们的职务。赵匆兵败，颜聚逃跑。因此赵王迁投降。
赵国是
战国后期实力仅次于
秦国的国家：有一大批军事将领，如
赵武灵王、廉颇、
赵奢、
李牧、
庞煖等，尤以廉颇、李牧最为著名；军队也有数十万精锐之师；赵国因连年同秦国作战，百姓也十分熟悉军事。但其君主多为无能之辈，对奸佞之臣言听计从，
长平之战战死四十五万，精锐尽失，即便再有千百个廉颇和李牧，最后也难逃灭亡。