援救邯鄲的戰役是李牧軍事才能的一次突出演示。當時秦王嬴政在國內鎮壓了嫪毐的叛亂，免去了呂不韋的相國之職，他親自柄政，部署和指揮了大規模的兼並戰爭，秦將桓齕在宜安斬殺十萬趙兵，揮戈直逼邯鄲，李牧奉命率數萬代兵增援邯鄲，他向趙遷分析戰況說：“秦乘累勝之威，其鋒甚銳，未易挫也。”（第一百五回）根據自己軍隊“戰則未足，守則有餘”的實際狀況，列營於肥地（今河北晉縣西），設置壁壘，堅守不出，任憑秦軍挑戰，他每天隻是殺牛賞賜軍士，並使軍士分隊比賽射技。士卒受賜感恩，紛紛求戰，李牧終是不許。時間一長，桓齕認為李牧又在采用廉頗當年長平時的堅守策略，於是分兵一半去攻附近的甘泉市，趙將請求去救，李牧分析說：“彼攻而我救，是致於人也，兵家所忌，不如往攻其營。彼方有事甘泉市。其營必虛，又見我堅壁已久，不為戰備。若襲破其營，桓齕之氣奪矣。”（第一百五回）遂分兵三路，夜襲秦營。秦軍未料趙兵猝然殺至，大潰而敗，折損牙將十餘員。桓齕聞報，率大軍直撲趙軍，李牧伏兵兩翼以待，正麵戰場交鋒正酣時，兩翼趙兵一並殺出，桓齕不能抵擋，率殘兵敗歸鹹陽。
李牧在增援邯鄲之戰中，表現了戰略戰術上的過人之處：第一，他能正確地分析敵我形勢，能準確把握自己的力量限度，根據敵我雙方的特點部署戰役方針，從而避開了敵之所長，把戰役的主動權穩定在自己一方。第二，他把堅守與進攻靈活地結合了起來，不以防守為惟一手段。他的堅守不是單純的防禦，堅守在整個戰役中既是避敵銳氣的手段，又是麻痹敵人的策略和進攻的準備環節。通過防守，他向敵人造成了懼而不戰的錯覺，等敵人分兵勢減且又無備之時，防守立刻轉為進攻。李牧在戰術上的防守有極大的靈活性，沒有敵人分兵的戰機，他可能會堅守到底，而一有戰機，防守本身又成了對進攻的準備和掩護手段，成了進攻的一個環節。據《史記·廉頗藺相如列傳》載，李牧在北境抗擊匈奴時，就曾采取這種戰略策略，匈奴每入侵，他總是令士卒進入營堡，不與交戰，如此數年，匈奴和趙人均以為李牧怯戰，甚至趙王曾一度撤換了李牧的將軍之職，由於新將屢敗，歲餘後李牧複職，他固守如前，數年後瞅準了一次機會，組織十餘萬人大舉反擊，又安排左右伏兵對付敵人的反撲，終於破殺匈奴十萬騎，使匈奴再也不敢侵犯趙國。李牧善於把防守與進攻靈活而有機地結合起來，在實戰中創造和運用了極妙的軍事策略。第三，李牧在破秦戰役中堅持“致人而不致於人”（見《孫子兵法·虛實篇》）的原則，麵臨可能被敵所調動的形勢，他抓住敵人軍勢變化後新出現的薄弱環節以重兵攻擊。迫使敵人援救，從而將受敵調動的局麵轉化為調動敵人，將可能的被動轉化為主動，以極大的能動性開創了戰役勝利的局麵。第四，他在戰役中發揚連續作戰的風格，初戰取勝後立即部署圍殲回援之敵，不給對方以準備的機會，使他們未及反應和認真地部署就被擊敗。這一連續作戰的方針得以實施，是與他平時對軍隊的訓練培養和對士卒的愛撫激勵分不開的。李牧在軍事指揮上確有許多獨到的高明之處，這些高明之處使他成了趙國少有的戰將。
盯著明槍，防不住暗箭
李牧的用兵有極大的靈活性，因而他在軍事上總是希望不受約束，遇事自作主張。他率軍援救邯鄲，在受大將軍印時就首先請示趙遷說：“願假臣便宜，無拘文法，方敢受命。”（第一百五回）他向趙遷爭取到了極大的自主權，方才率兵抗秦，施謀製勝。他把這種主動權看成是指揮員發揮自己軍事才能、保證戰役勝利的重要條件。李牧所以看重指揮員的自主權，是有一些原因的：第一，他長期駐守邊遠的北境，遠離國都作戰，養成了遇事自決的指揮風格。第二，他深明戰場形勢的瞬息變化，深知良好的戰機常會稍縱即逝，從而深信軍事鬥爭的靈活原則和速決原則。沒有自主權的將軍，不能很好地堅持這些原則，這是李牧要盡力避免的處境。第三，李牧對自己的戰術策略和軍事指揮自信不疑，不希望自己受到過多的幹預，影響對戰役的指揮。