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射击。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身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，同时发射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。赵王自己也率宫卫步兵参战。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肉的地步，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，三国联军在魏国丞相信陵君的指挥下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，突围无望的情况下只得全军降赵，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(灵云注：即今山西太原)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。
灵云认为，赵国邯郸保卫战在历史上有重要意义。首先，邯郸保卫战沉重打击了秦国的嚣张气焰，造成秦国近30万军人的伤亡，严重消耗了秦国实力。直接造成秦国统一中国进程的推延。同时，邯郸保卫战是战国时期东方诸侯国合纵抗秦取得的第一次大胜。这直接导致秦国以往执行的全面打击政策的破产。在此情况下秦国被迫改变以往策略，采取远交近攻、分化瓦解、各个击破的外交方针来分化离间东方各国之间的关系，这在秦国后来的统一战争中发挥了关键性作用。而从军事角度看，秦国在邯郸保卫战打响前就已经犯下一系列错误。首先是白起坑杀40万赵军。这直接造成赵国上下对秦军充满刻骨的仇恨。最终在”报仇雪恨“的口号下赵国内部团结一致同仇敌忾，爆发出罕见的战斗力，这是秦国始料未及的。秦昭王仅仅从单纯的兵力对比出发，武断认为秦强赵弱，不顾大臣反对坚持攻赵，这已经是战略性失误。
而在初战失利、屯兵坚城之下时，仍一意孤行不断增兵邯郸而不顾南线强大的魏、楚援军更是重大失误。这些都直接导致秦军的失败。赵国军民始终高昂的士气则是其制胜的关键。由于始终处于四面受敌的危险境地，因此赵国地区的人民普遍有强烈的尚武情节。自古以来世人皆知赵地民风强悍，从汉朝起就有“天下精兵尽出赵地”的说法。正是国民的尚武精神保证了赵国在主力军队在长平之战全军覆没的情况下依然可以组织起相当强大的战斗力。同时赵国优秀的军事指挥人才如廉颇等卓越的指挥部署也对战争胜利起到重要作用。在秦国灭亡六国的战争进程中，赵国的抵抗是最激烈的，秦国在灭亡赵国过程中付出的代价也是最惨重的。而邯郸保卫战则与后来的昆阳之战（灵云注：东汉。将领刘秀）、随州之战（灵云注：北宋。将领杨延昭）和钓鱼山之战（灵云注：南宋。将领王坚）等一起成为中国历史上城市攻防战的经典战例，这些经典战例将永远值得后人不断的去探索、去研究……
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