趙孝成王聽說李牧仍然一味防守，認為他膽怯無能，滅了自己的威風，很生氣，立即將李牧召回，派另外一員將領來替代他。
新將領一到任，每逢匈奴入侵，即下令軍隊出戰，幾次都失利，人員傷亡很大，而且邊境不安，百姓沒有辦法耕種和放牧。
趙孝成王隻得又派使臣去請李牧複職，李牧閉門不出，堅稱有病，不肯就任。趙孝成王不得已，隻得強令李牧出山。李牧對趙孝成王說：“王必用臣，臣如前，乃敢奉令。”趙孝成王隻好答應了。
李牧又來到雁門，堅持按既定方針辦，下令堅守。幾年內匈奴多次入侵，都一無所獲，外人總以為李牧膽小避戰。其實李牧早已經定下誘敵深入、設伏包殲的計謀，對種種屈辱罵名置之不理，而邊陲將士因為天天得到犒賞，卻沒有出力的機會，都希望能在戰場上效力。李牧看條件成熟了，於是嚴格挑選了戰車1
300輛，又挑選出精壯的戰馬13
000匹，勇敢善戰的士兵5萬人，優秀射手10萬人，然後把挑選出來的車、馬、戰士統統嚴格編隊，進行多兵種聯合作戰演習訓練。一切準備就緒之後，李牧讓百姓滿山遍野去放牧牲畜，引誘匈奴入侵。
不久，有小股匈奴到了離邊境不遠的地方。李牧派了一支小部隊出戰，假裝敗於匈奴兵，丟棄下幾千名百姓和牛羊做誘餌讓匈奴俘虜去。
匈奴單於聽到前方戰報，十分高興，因久無繳獲，於是率領大軍侵入趙境，準備大肆擄掠。
李牧從烽火台報警和探子的報告中熟悉了敵情，早在匈奴來路上埋伏下奇兵，待匈奴大部隊一到，李牧為消耗敵軍，先采取守勢協同作戰，戰車陣從正麵迎戰，限製、阻礙和遲滯敵騎行動，步兵集團居中阻擊，弓弩兵輪番遠程射殺，而將騎兵及精銳步兵控製於軍陣側後。當匈奴軍衝擊受挫時，李牧乘勢將控製的機動精銳部隊由兩翼加入戰鬥，發動鉗形攻勢，包圍匈奴軍於戰場，經過幾年的養精蓄銳，訓練有素的趙軍將士們，早已摩拳擦掌，個個生龍活虎，向敵人撲了過去。兩翼包抄的13
000名趙軍騎兵仿佛是兩把鋒利的砍刀，輕鬆地撕開匈奴人看似不可一世的軍陣，轉瞬間扼住了10萬匈奴騎兵命運的咽喉。一整天的會戰很快演變成一場對匈奴的追殲屠殺。10萬匈奴騎兵全軍覆沒，匈奴單於僅帶了少量親隨倉皇逃竄。
農耕民族在與遊牧民族的爭鬥中，過去由於機動性處於劣勢，一直處於被動地位，李牧指揮的此次會戰使機動性較差的趙軍在圍殲戰中得以發揮自身車戰、步戰的優勢，是先秦戰爭史上以步兵為主的聯合大兵團全殲騎兵大兵團的典型戰例，對後世以步製騎的戰術有著啟發作用。
李牧大敗匈奴之後，又乘勝利之勢破東胡，收降林胡，迫使單於向遙遠的北方逃去，完全清除了趙國北方的憂患。在這次取得輝煌勝利的戰役以後，懾於趙軍之威，過了十幾年，匈奴兵還不敢來入侵趙國邊境。李牧也因此成為繼廉頗、趙奢之後趙國最重要的將領。
雁門關伏擊戰
1937年10月，日軍侵占大同後，繼續向南進犯，目標指向太原。國民黨軍隊在平型關、茹越口、雁門關一線憑借山地的有利地形也未能阻擋住日軍進攻，節節潰退，內長城防線迅速瓦解。日軍三路人馬隨即攻破陽方口、雁門關、茹越口，在代縣會合。第二戰區司令閻錫山為了挽救山西戰局危機，保衛太原，決定在忻口組織正麵防禦，阻敵南下。隨即調集了八個軍在忻口一線設防，由衛立煌任前敵總指揮。
中共中央軍委主席毛澤東立即向八路軍總部指示：八路軍要在敵之翼側和後方積極打擊與鉗製敵人，配合友軍保衛忻口、太原。八路軍總部遵照毛澤東的指示，命令第一二○師、第一一五師開赴日軍側後作戰，以積極的行動打擊日軍，配合國民黨軍隊在忻口的防禦。
10月中旬，八路軍第一二○師師長賀龍、政委關向應指揮部隊在晉西北平魯、懷仁、朔縣地區連打幾仗後，率主力轉至忻口、雁門關西部地區。第三五八旅第七一六團奉師命令，進到日軍側後，伺機在代縣的廣武、雁門關、太和嶺間，破擊由大同經代縣到忻口的公路，打擊日軍運輸隊，截斷日軍的補給線。