能将被称为虎狼之师的秦军打败，李牧的确称得上是名将。其实，李牧在守卫赵国边防的时候就已经名声鹊起了。
赵国的北边与匈奴接界，人民经常遭到匈奴的扫荡，李牧被派往北部边境，驻守代雁门郡（现在山西省西北部宁武县以北一带），这还是赵孝成王时期的事情。
在临行之前，李牧向赵王提出了以下两点要求：其一，自己有权根据需要设置官吏。其二，在当地收取的田赋税收全部归帅府，用作军事开支。
如果赵王不答应李牧的要求，李牧就无法完成抗击匈奴的重任。考虑到赵国实在没有更合适的人选来担此重任，赵王便答应了李牧的要求。
李牧到任后，将边防线的烽火台加以完善，派精兵严加守卫，同时增加情报侦察人员，完善情报网，及早预警。
做好这一切后，李牧开始了提高士兵战斗力的训练。他每天宰杀几头牛犒赏士兵，精练骑马射箭战术，全军战士由于得到厚遇，士气高昂，人人奋勇争先，愿为国家出力效劳。
针对匈奴骑兵机动灵活、战斗力强及以掠夺为主要作战目的这一特点，李牧采取了如下策略：
看见匈奴的影子后，烽火台马上报警，所有军民收拾物资退入城堡，任凭匈奴如何叫骂，从不出战。这样匈奴每次都是空手而归。这样过了几年，李牧没有人员伤亡也没有损失过物资。
李牧的做法虽然没有让赵国受到一点损失，但是时间一长，士兵便认为李牧胆小怯战。后来，李牧一意坚守不主动出击的消息传到赵孝成王那里，赵王派使者责备李牧，要李牧主动出击。李牧对此置若罔闻，依然如故。
赵王听说李牧仍然一味防守，认为他胆怯无能，丢了赵国的威风，便将李牧召回，派另外一员将领来替代。
新将领一到任，每逢匈奴入侵，即下令军队出战，几次都失利，人员伤亡很大，而且边境不安，百姓已经没有办法耕种和放牧了。
赵王只得又派使臣去请李牧复职，李牧闭门不出，坚称有病，不肯就任。赵王不得已，只得下令强令李牧出山。李牧又提出了要求：大王如果一定用臣，臣只能像从前一样。赵王只好答应了。
李牧又来到雁门，坚持按既定方针办，下令坚守。几年内匈奴多次入侵，都一无所获，但总以为李牧胆小避战。其实李牧早已经定下诱敌深入，设伏包歼的计谋，对种种屈辱骂名置之不理，而边庭将士因为天天得到犒赏，却没有出力的机会，都希望能在战场上效力。李牧看条件成熟了，于是经过严格挑选战车1300辆，又挑选出精壮的战马13000匹，勇敢善战的士兵5万人，优秀射手10万人，然后把挑选出来的车、马、战士严格编队，进行多兵种联合作战演习训练。公元前244年的春天，一切准备就绪之后，李牧让百姓满山遍野去放牧牲畜，引诱匈奴入侵。
不久，情报员来报告，有小股匈奴到了离边境不远的地方。李牧派了一支小部队出战，假装败于匈奴兵，丢弃下许多牛羊作诱饵让匈奴俘虏。
匈奴单于王听到前方战报，十分高兴，因久无缴获，于是率领大军侵入赵境，准备大肆掳掠。
李牧从烽火台报警和情报员报告中熟悉了敌情，早在匈奴来路埋伏下奇兵，待匈奴大部队一到，李牧为消耗敌军，先采取守势的协同作战，战车阵从正面迎战，限制、阻碍和迟滞敌骑，步兵居中阻击，弓弩兵轮番远程射杀，而将骑兵及精锐步兵控制于军阵侧后。
当匈奴军冲击受挫时，李牧乘势将控制的机动精锐部队由两翼加入战斗，发动钳形攻势，包围匈奴军于战场，经过几年养精蓄锐训练有素的赵军将士们，早已摩拳擦掌，个个象生龙活虎，向敌人扑了过去。两翼包抄的一万三千名赵军骑兵仿佛两把锋利砍刀，轻松的撕开匈奴人看似不可一世的军阵，在转瞬间扼住10万匈奴骑兵命运的咽喉。一整天的会战很快演变成一场对匈奴的追歼屠杀。十万匈奴骑兵全军覆没，匈奴单于仅带了少量亲随仓皇逃窜。
李牧大败匈奴之后，又趁胜利之势收拾了在赵北部的匈奴属国，灭襜褴、破东胡，收降林胡，迫使单于向遥远的北方逃去，完全清除了北方的忧患。在这次取得辉煌胜利的战役以后，慑于赵军之威，过了十几年，匈奴兵还不敢来入侵赵的边境。李牧也因此成为继廉颇、赵奢之后赵国的一名冉冉升起的将星。
在与桓齮一战中，启用李牧是赵王迁的无奈之举，李牧本是赵国北部边境防御匈奴的边防将士，把她掉过来就意味着向匈奴敞开了大门，可是，不这样做还有什么办法呢？好在李牧的大胜，给岌岌可危的赵国带来了一线生机。然而，面对秦军的惨败，嬴政怎肯善罢甘休，经过一年的休整后，他又开始调兵遣将，向赵国再次次发起了冲锋。刚刚得以喘息的李牧，又将面临着严峻的考验。
嬴政在发兵前对这次攻赵做了详细的分析：
桓齮的惨败使秦军的士气陷入了低谷，秦军急切需要一场胜利来恢复士气。在哪里跌倒，就在哪里爬起来。只有真刀真枪的把赵国打服，秦国才能在国际上重振声威。
公元前232年，始皇帝下令发兵两路，北路大军取道山西，经太原攻取狼孟、番吾，南路大军渡漳水，攻取邺城，对邯郸形成合围之势。
此时的赵国实在没有能力同时抵挡秦国的两路大军了，李牧遂决心采取南守北攻，集中兵力各个击破的方针。
李牧让大将司马尚在邯郸南据守长城一线，自己率主力北进，反击远程来犯的秦军，两军在番吾附近相遇。面对有备而来的秦军，常规的战术肯定无法奏效。李牧深知：
秦军的战斗力虽然强悍，但是常胜之兵其势必骄，由于秦军具备强大的正面作战能力，所以往往会放松对侧翼和后方的防护。
故此，李牧来到番吾之后，让先头部队直冲敌军，同时命令骑兵部队从侧翼展开攻击。
由于秦军的侧翼疏于防范，李牧的骑兵部队很快得手，将秦军冲击得七零八散，一番掩杀后，北路秦军大败。
然后，李牧即刻回师邯郸，与司马尚合军攻击南路秦军。秦南路军知北路军已被击退后，料难获胜，稍一接触，即撤军退走。
秦军再次成就了李牧的不败神话。
然而，两次大胜秦国的代价也不小，此时的赵国就连战场上的正常战斗减员都已经承受不起。赵国真的胜了吗？其实是有苦自知。空有胜秦之名，没有胜秦之实，反而被战争拖向了覆亡的深渊。