四月，王龁率领秦军向上党进发。赵国派廉颇去统率军队。赵军驻守在上党的兵力很少，顶不住秦军的进攻，被迫撤退到长平。

廉颇是赵国一位优秀的将领。赵惠文王十六年，廉颇率领赵军攻打齐国，大败齐军，攻占阳晋，以军功官拜上卿。从此以后，廉颇以勇猛无畏而闻名于诸侯各国。

久经沙场的廉颇深深懂得：善于用兵打仗的人，总是先创造条件，使自己不可能被敌人战胜，然后等待战胜敌人的机会。也就是要把不被敌人战胜的主动权掌握在自己的手中，先让自己立于不败之地。廉颇认真分析当时的战争形势，并确定了自己准备采取的对策。老成持重的廉颇对赵孝成王说：“我方士兵虽与秦军不相上下，但不及秦军勇猛。秦军的粮食和物质不如我们多，速战对秦军有利而对我们不利，我们应当采用旷日持久的办法消耗秦军的实力。”廉颇决定采取打持久战的军事战略，固守不战，以逸待劳，消耗秦军的力量。

为此，廉颇经过反复思考，在长平精心布置了三道军事防线，用以抵御秦军的进攻。第一道是空仓岭防线，第二道是丹河防线，第三道防线是百里石长城。三道防线东西数十里，星罗棋布，互相连接。

秦赵两军士兵时有交手，赵军士兵侵害了秦军侦察兵，秦军侦察兵又斩了赵军名叫茄的副将，战事逐步扩大。六月，秦军攻破赵军阵地，夺下两个城堡，俘虏了四个尉官。七月，赵军高筑围墙，坚壁不出。秦军实施攻坚，俘虏了两个尉官，攻破赵军阵地，夺下西边的营垒。廉颇固守营垒，采取防御态势与秦军对峙，秦军屡次挑战，赵兵坚守不出。赵王多次指责廉颇不与秦军交战。

秦军与赵军的第一次遭遇战，发生在第一道防线以西的山谷。混战中，秦军斩杀赵国前锋，突破空仓岭，攻占赵军前线重镇光狼城。

赵军于空仓岭陷落后，廉颇曾作过加固南北两翼以钳制深入之敌的努力，结果没有成功，终于空仓岭南北几十里防线西垒壁完全陷落。秦军攻势锐不可当，赵军连战不利，损失很大。

廉颇重新分析敌我态势，在看到地形因素不利于赵军，而秦国补给线远比赵军漫长，后勤保障比赵国困难，决心放弃不易防守的丹河西岸阵地，全军收缩至丹河以东第二道防线，构筑壁垒，决心以逸待劳，以图挫动秦军锐气，坚守待变。

从坚守的战术目的来看，廉颇是成功的，秦军无论怎么攻打都突破不了丹河防线，秦赵两军形成对峙局面，战争持续了三年，秦军损兵折将。

长平之战的第一个阶段，是相持三年的消耗战。战略相持已经使赵国无法继续支撑下去，赵国的粮食产量只有秦国的三分之一，战争相持三年，二十万大军的巨额消耗使得赵国经济实力不济的弱点完全暴露，更急于结束战争。

王龁向长平的赵队发动进攻，廉颇率军对秦军展开进攻。赵军失利，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。