当时的战局对赵国极为不利。长平之战赵军主力40万全军覆没。当时一个诸侯国的人口多者数百万，40万军队相当于赵国四分之一的军事实力。尤其重要的是这40万军队中包括了赵国最精锐的骑兵军团。骑兵军团的覆没代表着从此赵国丧失了进行大规模机动野战的能力。面对秦国大举入侵，赵国能用来抵抗的兵力捉襟见肘。而且，在面对强秦的同时，赵国还要面对其他诸侯国趁火打劫的入侵，尤其是东北方向的燕国。燕国是战国七雄中实力倒数的，此前一直没有能力对赵国发起像样的攻势。
但长平之战后，赵国实力一落千丈，要面对强秦在西方的入侵，无力东顾。于是燕国决定趁火打劫。公元前259年初，燕国出兵40万击赵。赵国东方守军采取坚守沿途城池逐步分散、消耗燕军兵力，随后调集有限的主力部队以机动奔袭作战的方式依托己方坚守的城池在特定战区采取集中优势兵力分歼燕军各部。尽管这些歼灭战每次消灭燕军数量有限，但一来燕军素质低下；二来赵军作战非常频繁。结果各处燕军首尾不能呼应而大败，被俘20万。燕国被迫求和。赵国东部危机解除。
而对于西方真正的威胁秦国，赵国进行了极为周详的准备。首先是军事方面，赵国意识到由于长平之战自己的精锐部队丧失怠尽，以无力进行野战，于是转为防守。赵军采取坚壁清野、放弃外围城池，集中各地的守军及粮食全力保卫都城邯郸的战略。在此战略下，赵民放弃从边境到沿途所有不必要坚守的城镇。撤退过程中，能带走的都带走，带不走的全部烧毁并堵塞沿途所有水井。同时紧急大规模征召平民参军。由于长平之战中白起坑杀40万赵军，造成赵国当时几乎每家都有丧子、丧夫、丧父，这造成赵国举国上下对秦国充满切齿的仇恨，因此全国上下同仇敌忾，誓死保卫赵都。
结果在短短数月时间内赵国就组建起一支四十万人左右的军队，但军队中多为40岁以上的老者和18岁以下的弱童。赵王任命年过70的老将廉颇为总指挥，同时紧急加固邯郸城防御工事以应对秦国的攻城。在军事备战的同时，赵国进行了积极的外交活动，派出以平原君赵胜为首的外交使团游说列国寻求各国对赵国的援助。赵国能做的都做了，接下来就是坚守都城了。
时间追溯到公元前259年10月，60万秦军分3路开始进攻赵国。北线10万秦军攻占上党，牵制北方赵军南下增援邯郸；南线10万秦军攻占南阳以阻击可能的魏楚联军；中线主力40万秦军直攻赵都邯郸。10月底，邯郸外围最后的屏障武安关、皮牢关被秦军攻陷。11月初，秦三十万大军包围邯郸，邯郸保卫战正式打响。
秦军以武安关为基地，动用30万大军围攻邯郸，战况异常激烈。秦军首先动用了云梯，在后方弩兵密集火力的掩护下发起冲锋。秦军弓弩手在不到4小时的时间就向邯郸发了数十万支箭，随后步兵分成两部分。一部分架设云梯强登邯郸城墙，另一部分架冲车直攻城门。城头赵军冒着密集的箭雨进行顽强抵抗，首先是用弓箭还击，同时用长竹竿推倒秦军的云梯，在城头用滚木雷石打击登城秦军，同时用大锅将水烧开后泼向敌军。双方相持了一个多月，秦军战死两万人。被迫转入休整，同时派小股部队扰赵军。赵军并没有呆板防守，而是不断排除精锐骑兵部队趁夜出城偷袭秦军。这给秦军造成极大恐慌，严重影响了秦军士气。
时间追溯到公元前259年12月，在秦昭王严令下，秦军冒着北方凛冽的寒风再次大规模攻城，在赵军顽强抵抗下再次失利。赵军趁机出城主动出继秦军，秦军大败，撤退50里，伤亡超过1万人。悲观绪蔓延在秦军中，秦军主帅王陵上书秦昭王，要么撤退，要么增援。秦昭王再次要求白起领兵出战但又遭到拒绝。联系到以往白起的所作所为，公元前258年，秦昭王在杜邮杀害了一带名将白起。同时任命王龁接替王陵为主将，继续围攻邯郸。
时间追溯到公元前258年正月，王龁率十万援军及大量的兵备粮草到达邯郸。得到增援后的秦军对邯郸发起了第3轮也是最猛的一轮进攻。秦军动用超过3万弓箭手进行掩护击。同时出动新型攻城塔配合攻城。攻城塔下面是一个巨大的4轮底座，用人力推动前进。上部是一坐高大的塔楼，塔楼里面是多层盘旋而上的云梯，外面由厚木板掩护，顶端前部是一个可以开合的吊桥门。士兵在里面可以得到良好的保护，当接近城墙后放下吊桥门，士兵可以直接从塔内冲出蹬城作战。避免了以往云梯伤亡大的缺点。秦军攻势极为猛烈。
在危机时刻，70多岁的赵国老将廉颇披铠甲手持宝剑亲自上城指挥作战，赵军士气大振。高呼口号拼死抗击秦军。他们用绳索拴上巨石去撞毁秦军的攻城塔，同时发密集的火箭焚毁秦军攻城塔。危机时刻，邯郸城内包括妇女儿童在内的平民全部登上城头参战。当时的赵王也率宫卫步兵参战。在赵军顽强的抵抗下，秦军攻城再次失利，伤亡惨重士气低弥。秦昭王命王龁接替王陵指挥继续攻城。王龁指挥秦军连续攻打邯郸近五个月，依然没有攻下。同年10月，秦昭王命郑安平率军五万携带大量粮草支援王龁。
此时的邯郸城外是超过30万秦军，城内守军死者伤员遍地皆是。粮食已经耗尽，城内军民已经到了吃死人的地步，邯郸城已经到了最危急的时刻。
关键时刻，赵国平原君赵胜的外交战开始起作用。在赵胜及其部下的努力游说下，楚国和魏国出兵援救赵国。同时齐国开始陈兵燕国边境以威慑燕国可能对赵国东部的入侵。公元前258年12月初，楚国援军十万、魏国援军8万突破南线秦军防线抵达邯郸外围。12月底，魏楚联军对秦军发起强大攻势，同时邯郸城内守军出击配合，三国联军在魏国信陵君的指挥下3面夹击城外秦军。已经在邯郸成下鏖战两年之久的秦军疲惫不堪，三面受敌，无力抗击三国联军的打击全线崩溃。秦军主力向西急退数百里后残部逃回汾城。而刚刚到达邯郸前线的秦将郑安平所部2万余人被联军团团包围在邯郸城南，在粮草断绝，突围无望的况下只得全军降赵，邯郸之围遂解。三国联军乘胜西进进攻汾城。立足未稳的秦军主力全线崩溃，残部逃回河西地区。秦昭王被迫与三国议和。将以前占领的河东郡归还魏国；太原郡归还赵国；上党郡归还韩国。最终，历时3年之久的邯郸保卫战以赵国胜利告终。
历经两年多的邯郸保卫战结束了。这场战争看起来是赵国在魏国和楚国的帮助下取得了最后的胜利，但其实也是险胜、惨胜。赵国经此战二年多，加之在上党、长平与秦军对峙二年多，五年的时间内消耗完了自赵武灵王以来三代赵王五十多年的积蓄，国力大损，再也难以恢复元气。
长平之战、邯郸保卫战是赵国由盛转衰的转折点。加之，赵孝成王以后的赵悼襄王、赵王迁均不是能担当起复兴国家大任的君王，他们倒行逆施、昏聩不明、所用非人，是一代不如一代，赵国的灭亡也就成为了历史的必然。
所以，赵国虽然取得了邯郸保卫战的胜利，却难以彻底扭转局面，只能延缓国家的灭亡，未能从根本上摆脱不利困境。