李牧早期在北方一舉殲滅匈奴騎兵十餘萬人。接着又乘勝滅檐襤、破東胡，降林胡，單于遠遠逃走。其後十多年，趙國北邊穩固，匈奴不敢接近趙國邊境的城邑。
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前233年，趙將扈輒爲秦將樊於期所敗，喪師十萬。秦又自北路進攻趙的後方，形勢危急，趙王命李牧爲大將軍，率兵南下反擊秦軍，在宜安(今河北蒿城縣西南二十里)大破秦軍，十萬餘秦軍，全部被殲。樊於期僅率少量親兵衝出重圍，畏罪逃奔燕國。此戰給秦國以沉重打擊，李牧因功被封武安君。
前232年，秦復攻趙番吾(今河北省平山縣南)，李牧出兵迎戰，再次重創秦軍;當時韓、魏已聽命於秦，隨秦軍攻趙，李牧爲此又向南進軍，抵禦韓、魏的進攻。後秦再派王翦來,對李牧亦無可奈何;到這時，李牧連破秦軍，功過朝野，小人暗算也隨之來了，前229年，秦王派人重金賄賂趙王寵臣郭開，在朝野散佈李牧造反的謠言。趙王中計，斬殺李牧。趙王自毀長城，秦將王翦三個月後即滅趙國。
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或許是因爲《史記》是漢朝人寫的，所以對於春秋戰國時代的諸多名將的記錄就顯得淡化了。事實上，在春秋戰國時代，李牧是一個絕不被忽視的人物。戰國時代他是趙國對秦作戰最具戰功的將軍，廉頗趙奢皆不及他。
李牧的赫赫功業是對匈奴的戰績上，此前的趙國一直受匈奴威脅。趙軍屢敗於匈奴，以至趙武靈王胡服騎射，知恥而後勇。趙軍從裝備和作戰方式上高度學習匈奴，建立了讓六國震驚的騎兵部隊。但騎射終非漢人所長。
任趙國騎兵如何在中原縱橫馳騁，對匈奴戰爭依然是屢戰屢敗。畢竟，以騎兵對抗匈奴，對於當時騎兵戰法還相對幼稚的漢人來說，無疑是以己之短擊彼之長。這種情況直到李牧戍守長城後才得以改變。本來李牧被髮配北疆，是趙王中了秦國反間計的結果。但正是如此，李牧的成功爲中國有農業民族戰勝遊牧民族添上了濃墨的第一筆。
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李牧真正意義上的與匈奴一戰只有一次，但僅僅是這一次，就打的匈奴幾乎十年不敢南下。此戰中李牧將孫子兵法的智慧發揮到及至，先是連敗五陣，丟棄牛羊輜重無數，將匈奴主力從他們擅長的草原引誘到漢人所擅長的長城外圍來進行決戰，並以示弱於敵的手段麻痹對手。接着火速出擊，深夜集合人馬，夜襲匈奴大營，把那些在馬上縱橫的匈奴騎士在睡夢中殺死。同時重裝戰車包圍匈奴營地出口，以密如蝗蟲的箭矢射殺匈奴逃亡者。此戰打的匈奴主力幾乎全軍覆沒，幾年難以恢復元氣。更重要的是，此戰是漢族軍隊步騎車兵協同作戰的經典戰例，爲日後漢政權與匈奴作戰提供了可借鑑的範本 。可惜李牧下場不大好。事先已經知道趙王要殺他，單騎出逃，結果逃到半路居然被趙王派來的追兵給殺害了。唐唐一代戰將，最後竟死於無名小卒之手，也是挺讓人唏噓不已的。
