垒与秦军形成对峙态势。秦军虽然多次发动攻势但都被赵军击退。然而由于赵军长途跋涉而至兵力处于劣势态势上也处于被动不利的地位。因此廉颇的固守策略虽然有效但也让赵军付出了不小的代价。
秦国在战场上数战告捷但由于廉颇的固守策略始终无法取得决定性的胜利。于是秦国便使出了反间计让孝成王相信秦国最担心、最害怕的是用赵括（赵奢之子）替代廉颇。孝成王求胜心切终于中了反间计认为廉颇怯战强行罢免了廉颇的职务用赵括为将。
赵括代替了廉颇的职务后完全改变了廉颇制定的战略部署撤换了许多军官。他轻敌冒进导致赵军陷入了秦军的包围之中。秦昭襄王见赵国用赵括为将便暗中派武安君白起率兵奔赴前线统兵攻赵。九月白起大败赵括军于长平射杀赵括坑杀赵军四十余万。长平之战赵军共阵亡士兵四十五万赵国几乎灭亡。
长平之战的失败对赵国来说是一次沉重的打击。它不仅让赵国损失了大量的兵力和将领也让赵国的国力受到了严重的削弱。而廉颇虽然因为反间计被罢免了职务但他在这场战役中的固守策略仍然为赵军争取了宝贵的时间和空间。如果赵孝成王能够坚持用廉颇为将或许赵军就不会遭受如此惨重的失败。
5、破燕拜相
长平之战后赵国的国力虽然受到了严重的削弱但廉颇仍然带领赵军努力抵御外敌的入侵。赵孝成王十五年（前251年），燕王喜派丞相栗腹同赵国交好但栗腹回国后却向燕王提议趁机进攻赵国。燕王喜不听昌国君乐间、大夫将渠的劝阻出动了两支军队共两千辆战车命栗腹率军进攻鄗城（今河北高邑东南）卿秦等率军进攻代地（今河北蔚县东北）。
燕军行进至宋子（今河北晋县南）时孝成王决定派廉颇领兵反击。廉颇在鄗城大败燕军杀死（一说俘获）栗腹；又在代地大破卿秦等军将其俘获。他乘胜追击五百余里包围了燕都蓟城（今北京市西南）迫使燕国启用将渠为相并割让五座城池求和。此战赵军在廉颇的指挥下以少胜多成为中国历史上着名的战例之一。战后孝成王把尉文一地封给廉颇赐号“信平君”并授官假相国。
6、悒悒而终
然而廉颇的辉煌并没有持续太久。赵孝成王二十一年（前245年），廉颇带兵攻取魏国的繁