就在這萬分危急的時刻，《史記》上說︰楚使春申君將兵赴救趙，魏信陵君亦矯奪晉鄙軍往救趙，皆未至。秦急圍邯鄲，邯鄲急，且降，平原君甚患之。邯鄲傳舍吏子李同說平原君曰︰「君不憂趙亡邪？」平原君曰︰「趙亡則勝為虜，何為不憂乎？」李同曰︰「邯鄲之民，炊骨易子而食，可謂急矣，而君之後宮以百數，婢妾被綺縠，餘粱肉，而民褐衣不完，糟糠不厭。民困兵盡，或剡木為矛矢，而君器物鍾磬自若。使秦破趙，君安得有此？使趙得全，君何患無有？今君誠能令夫人以下編於士卒之間，分功而作，家之所有盡散以饗士，士方其危苦之時，易德耳。」於是平原君從之，得敢死之士三千人。李同遂與三千人赴秦軍，秦軍為之卻三十里。亦會楚、魏救至，秦兵遂罷，邯鄲復存。李同戰死，封其父為李侯。
大意是說︰平原君在賓館里接受了一位官員的孩子李同的建議，散盡家財招募勇士，用重金招集三千敢死勇士，這三千人在李同的帶領下，殺出邯鄲，沖向秦軍，秦軍一下子因為這三千人，後退三十里，為處在生死存亡的趙國贏得了時間，更為春申君、信陵君的部隊到來贏得了時間。
這種說法，史書上雖然有記載，但非常不可信。首先，平原君在邯鄲之戰之前就離開了邯鄲，去往外國求助，他又如何能夠突破秦軍防線，與身在邯鄲的李同對話呢？其次，有案可查的是平原君早在之前就散盡家財、賑濟災民，何來李同代其散盡家財、招募死士之說？再次，統領邯鄲守御的是趙將廉頗，李同等人的自殺性攻擊，難道不被其制止嗎？如此重大的事件，廉頗傳記里毫無所聞！原本就已經十分有限的守城力量，怎能輕易去飛蛾撲火，萬一失利，邯鄲城豈不危險？最後，秦軍城外有數十萬軍馬，3名饑餓無力的士卒，能把秦軍全線擊退3里？你信了，我反正是不信。
所以，最可能的是︰這個故事八成是司馬遷編造或道听途說、不足為憑的。
秦軍圍邯鄲，趙國多次向魏國求救。
魏安釐王見到趙國的使者就氣不打一處來︰有你們趙國這樣不要臉的嗎？剛剛還攻打我們魏國，奪取我們的土地和城邑，現在反來向我們求援。不去，你們快滾回趙國去！魏國不願意相救。
魏國大臣們連忙勸解︰趙國雖然可惡，方今卻是死不得。趙國完了，我們魏國就會暴露在秦國的鋒芒之下，那可是更危險的結局啊！所以，如果趙國同意結盟，我們應當去救它。如果死到臨頭還與我國為敵，干脆我們就同秦國一塊滅了它！
魏王︰趙國滅了以後呢？
大臣︰這個－－－－
魏王︰魏國就投降？什麼餿主意！還是兩國結盟，去拉他一把吧－－－
魏王派將軍晉鄙領兵十萬救趙。秦王派使者威脅魏王說︰「趙國都很快就會攻下，誰敢救趙，秦攻下趙以後就先打誰。」魏王畏懼秦國，令晉鄙在鄴（今河北臨漳縣西南），停軍築壁壘，不再前進。名義上是救趙，實際上是在觀望形勢的變化。
平原君的夫人是魏國信陵君的姐姐。平原君寫信責怪信陵君說︰「我以為你有救濟別人困難的高義，現在邯鄲這樣危急，魏國的救兵不來，你卻無動于衷。縱然你輕易地拋棄我，難道你也不可憐你姐姐嗎？」信陵君屢次請魏王發兵救趙，魏王都不答應。他只好采用了侯嬴的意見，使人偷出魏王的兵符，奪晉鄙軍救趙。
在趙勝及其部下的努力游說下，楚國和魏國出兵援救趙國。同時齊國開始陳兵燕
國邊境以威懾燕國可能對趙國東部的入侵。
公元前258年冬，楚國春申君黃歇率援軍十萬、魏國信陵君魏無忌率援軍8萬，強力突破南線秦軍防線，抵達邯鄲城外圍。
這時白起說︰「秦王當初不听我的意見，現在怎麼樣了？」秦昭襄王听說後大怒，親自去見白起，強迫他前去赴任。白起叩頭對秦王陳述說︰「我知道出戰不會取得成功，但可以免于獲罪；不出戰雖然沒有罪過，卻不免會被處死。希望大王能夠接受我的建議，放棄攻打趙國，在國內養精蓄銳，等待諸侯內部產生變故後再逐個擊破。」秦昭襄王听後轉身而去。
秦昭襄王免去了白起的官爵，將其貶為普通士卒，命其離開咸陽（今陝西省咸陽市東北）遷往陰密（今甘肅省靈台縣百里鄉），但白起患病，沒有立即動身。過了三個月，前方秦軍戰敗的消息接踵而來，秦昭襄王更加憤怒，認為正是白起當年不听從命令，擅自坑殺趙國投降士卒，才讓趙**民有如此猛烈的抵抗，越想越氣，于是命人驅逐白起。
白起走出咸陽西門十里路，到了杜郵（今陝西省咸陽市東北）時，範雎對秦昭襄王
說︰「白起遷出咸陽，很不服氣而且口出怨言。」秦昭襄王于是派使者賜給白起一把劍，命他自盡。
白起仰天長嘆道︰「我到底有什麼過錯竟落得這般結果？」
過了一會他又說道︰「我本來就該死。長平之戰趙國投降的士兵有幾十萬人，我用欺詐之術把他們全都活埋了，這足夠死罪了。」白起隨後自殺。
《戰國策》記載為白起離開咸陽七里時，被秦昭襄王所派使者絞死，長平之戰參與
虐殺戰俘的副將－－司馬錯之孫司馬靳也一同被賜死。
12月底，魏楚聯軍對秦軍發起強大攻勢，同時邯鄲城內守軍出擊配合，三國聯軍在魏國丞相信陵君的指揮下3面夾擊城外秦軍。已經在邯鄲城下鏖戰兩年之久的秦軍疲憊不堪，三面受敵，無力抗擊三國聯軍的打擊而全線崩潰。
秦軍主力向西急退數百里後，殘部逃回汾城（今山西襄汾縣城西南）。而剛剛到達邯鄲前線的秦將鄭安平殘部2萬余人被聯軍團團包圍在邯鄲城南，在糧草斷絕，突圍無望的情況下，只得全軍降趙。邯鄲之圍遂解。
三國聯軍乘勝西進進攻汾城，韓國見時機到來也趁機發兵打擊秦國。立足未穩的秦軍主力再次崩潰，殘部逃回河西地區。
秦昭王被迫與三國議和。將以前佔領的河東郡（今山西夏縣北）歸還魏國；太原郡(山西太原)歸還趙國；上黨郡歸還韓國。最終，歷時3年之久的邯鄲保衛戰以趙國勝利告終。
邯鄲保衛戰沉重打擊了秦國的囂張氣焰，造成秦國巨大的傷亡，嚴重消耗了秦國實力，鞏固了趙、魏、齊、楚的軍事聯盟，直接造成秦國統一中國進程的推延。但趙國為報復秦軍壓境時，燕國屢次趁火打劫侵犯其國土，與燕國勢不兩立，相互為敵，又陷入長期的燕趙戰爭，消耗著國力。螳螂撲蟬，黃雀在後，最終先後亡國于秦，這是後話，暫且不表。