齐■王失去帝号后，却仍怀抱着雄心壮志。在任命韩珉为相两年后（公元前年），他多次进攻宋国，并最终成功灭亡了宋国，正如《战国策燕策二》所述：“三次覆灭宋，灭亡了宋国。”接着，他割取楚国的淮北地区，侵略三晋，甚至企图吞并西周。因此，泗上、邹、鲁等小国的君主个个都感到恐惧，纷纷向齐国称臣。自灭亡宋国以来，齐国的国力大为削弱。燕昭王在等待机会报复齐国攻破燕都、占领了三年之久的仇恨时，励精图治，通过“卑身厚赏，以吸引贤才”，“亲临慰问，与百姓同甘共苦”等举措，经过二十八年的努力，使得“燕国变得富足”（《战国策燕策一》）。
因此，在灭亡宋国两年后（公元前年），燕国联合秦国、楚国和三晋，大举进攻齐国。燕将乐毅率领军队迅速前进，攻占了齐国的都城临淄。燕昭王亲自前往济上慰问军队，并封了乐毅为昌国君（今山东省淄博市东南），号称昌国君。乐毅灭掉了齐国之后，重演了三十年前齐国军队在燕国都城的暴行。齐■王逃亡，在到处碰壁后，最终被楚国的淖齿所杀。其他国家的士兵掠夺完毕后，燕国军队继续前进，在六个月之内攻占了齐国七十多座城池，除了莒和即墨之外，齐国的县城都成了燕国的属地，齐国国土仅剩下五分之二。莒和即墨之所以能够坚持下来，是因为有田单的支持。田单原本是齐国君主疏远的宗族出身，曾是临淄的市椽。
燕军攻破齐国后，他逃往了安平（今山东临淄东北），燕军攻破了安平，他的宗族依靠特制的铁笼进行防御，最终安全地撤退到了即墨。即墨的大夫阵亡，田单则被推举为将军。公元前年，燕昭王被杀，他的儿子惠王继位。燕惠王对乐毅心存猜忌，改派骑劫为统帅，乐毅逃往了赵国。骑劫背离了乐毅的指导方针：“整顿燕军，禁止掠夺，吸引齐国的逸民，礼遇他们，减轻他们的税赋，废除暴政，恢复旧政”（《资治通鉴》周赧王三十一年），对齐国的降兵进行了残酷的镇压，甚至挖掘城外的坟墓，焚烧尸体，激起了齐国人民的强烈反抗。为了迷惑燕国军队，田单让老弱妇女上城守卫，并派人将黄金送给燕国将领，以此来麻痹他们。
田单运用“火牛阵”战术，成功击败了燕国军队。他让牛身上装满了武器，并在牛尾上点燃了油脂的芦苇，然后冲出城池，向燕国军队发起冲锋。随后，五千名勇士紧随火牛一同冲锋。这一战术使得田单被封为安平君，并在《荀子议兵》中被誉为“世俗之所谓善用兵者也”。从前后历时五年的齐燕之战，即公元前年六国攻齐到田单复国来看，对齐燕两国而言并无太大好处，而短期内楚魏两国从中获利。长远来看，秦国成为最大的受益者，因为楚虽获领土，但实际利益有限；魏国仅在齐秦夹攻之间稍作喘息，而秦国则消灭了东方的强敌，取得了胜利并统一了天下。秦国的强盛可从长平之战和邯郸之围中得以证实。
随着楚齐两大强国的衰落，山东六国中唯一仍然强大的是赵国。公元前年，由于赵国未能履行交换城邑的协议，秦国派遣中更胡阳越过韩国的上党，向赵国的险要地区阔与（今山西顺县）进攻，赵派赵奢前往援救。赵奢在离邯郸三十里处驻扎了二十八天，坚壁固守，拖延秦军的时间，等待时机。最终在两天一夜的时间里，赶至前线，占据北山，大败秦军。然而，由于廉颇采取了固守的策略，赵秦两军在长平相持了三年，难分胜负。直到公元前年，秦国以反间计说服赵孝成王说：“秦之所恶，独畏马服子赵括将耳”，赵王因此派遣赵括代替廉颇。赵括上任后，采取了向秦军发动进攻的策略。
白起则采用了迂回的运动战术，先在正面佯败后退，诱使赵军深入，待赵军到了秦军的壁垒下被阻，后方也被秦军二万五千人切断，使得赵军分割成两部分。随后，秦昭襄王得知秦军已经包围了赵军，亲自前往前线，并征发河内十五岁以上的壮丁开到长平，用来堵截赵的援兵和接济的粮食。赵军被围，四十六天不得食，虽然尝试多次反攻，却无功而返。赵国的命运在长平之战中发生了彻底改变。当时，赵国国君赵括亲自率领军队投入战斗，却不幸中箭身亡。这一事件导致了赵国的惨败，四十多万士兵全被俘虏，只有两百四十名幸存者得以返回赵国。与此同时，秦军则斩首或俘虏了四十五万敌人（详见《史记白起王翦列传》）。
这场战争对于受损严重的赵国来说是一个巨大的打击，从此开始衰弱下去。公元前年，秦军攻占了赵国的太原郡，并完全占领了韩国的上党郡。九月份，秦国派遣五原大夫包围了赵国的都城邯郸。长平之战的惨败使得赵国的人民勇敢地对抗着进攻邯郸的秦军，而秦军则屡战屡败。秦昭襄王决定用王■替换王陵，秦相范睢则任命郑安平为主帅，率领进攻邯郸的军队。公元前年，魏国和楚国密谋救援赵国。魏国安厘王派遣将军晋鄙率领十八万大军驻扎在汤阴（今河南汤阴），但魏军因为畏惧秦国而犹豫不前，不敢发动进攻。
魏相信陵君魏无忌为了救援赵国，设法夺取了魏王的虎符，伪造王命，用铁椎击杀了晋鄙，并夺取了军队的指挥权，率领八万精兵前往攻打秦国。与此同时，楚国春申君黄歇也派遣景阳将军率军前来救援赵国。在邯郸城下，秦军在赵国、魏国、楚国三方夹击之下遭受重创。赵国的将领郑安平在赵军的包围下率领两万人投降给赵国。尽管赵国成功解除了邯郸的围困，但从那时起，山东各国都削弱下去，再也没有一个国家能够独自抵挡住秦国的进攻。