于是，赵孝成王听从了平原君赵胜的计谋，封冯亭为华阳君，派平原君去上党接收土地，同时派廉颇率军驻守长平（今山西省晋城高平市），以防备秦军来攻。赵国接受上党，引起秦国的不满，秦国决定出兵攻赵。

周赧王五十四年（前261年）初，秦昭王一路军队攻打并占领了韩国的缑氏（今河南偃师市南）和纶氏（今河南省登封市西南），以威慑韩国。周赧王五十五年（前260年）初，秦昭王又命令左庶长王龁率领军队攻打并占领了上党。上党的百姓纷纷逃亡到赵国境内，赵国的军队在长平（今山西省晋城高平市）接应上党的百姓。

周赧王五十五年（前260年）农历四月，王龁向长平的赵国军队发动进攻，赵孝成王命令廉颇迎战，廉颇率军对秦军展开进攻。赵国军队击伤了秦军的侦察兵，秦国军队的侦察兵斩杀了赵军的裨将茄（音：加，裨将的名）。周赧王五十五年（前260年）农历六月，赵将廉颇兵败，被秦军攻破赵军阵地，赵国的两个重要据点都尉城和故谷城均被秦军攻占，秦军还俘虏了四名赵国的尉官。

周赧王五十五年（前260年）农历七月，赵国的军队筑起围墙，坚守在营垒里不出去应战。于是，秦国军队发起强攻，夺下赵军西边的营垒，俘虏了两名赵国尉官。赵军数战不利，赵国的主将廉颇数次战败，恐一败涂地决定依托有利地形，命令士兵固守营垒，固守不出，疲惫秦军。任凭秦军屡次挑战，赵兵都坚守不出去应战，因此，赵孝成王对于廉颇坚壁不出久拖不决颇为不满，几次派人责备廉颇。

实际上，廉颇准备以以逸待劳的方式首先挫杀秦军的锐势，然后等待有利时机再出击。然而没想到秦国召集百万青壮，疏通渠道，让秦国可以直接从水路运粮，其运粮甚至比赵国更快，更畅通。而赵国却相反，开始并没想到变成持久战，开战不久就粮草匮乏，廉颇拖了两个月，但农事在即，一直僵持会导致赵国陷入无粮可食的局面。同时将本来善于野战的赵军用于防守战，让秦军顺利包抄赵国后方，不断骚扰赵国的粮道，让赵国雪上加霜，完全失去了主动权，同时由于赵国外交上的失败，导致赵国陷于外无援兵，内无粮草的绝地。