邊境屢屢失利，趙悼襄王隻好再去請李牧出山，李牧推辭：“大王，我生病了，腿腳也不好，膽子也小，怕是不能勝任。”趙悼襄王一再請求：“李將軍，隻有你能救邊境了，趕緊出山吧。”李牧說：“大王如果堅持要用我，那我有個要求，我還是按照以前的做法來防守，大王答應的話我再出山。”趙悼襄王馬上答應了。
李牧重新回到了雁門郡，又龜縮了幾年，匈奴人納悶了，怎麼這個膽小鬼又來了，但他們覺得李牧還是好欺負的。李牧繼續有待士兵，加強訓練，但是仍然不讓出戰。另一方麵，李牧讓牧民儘管出去放牧，匈奴入侵的話就直接投降匈奴。占了幾次便宜後，匈奴單於決定集中主力，要一舉攻破雁門關，進軍中原。
李牧派出的偵察兵回報匈奴大軍集結的情報，李牧覺得時機到了，在匈奴進軍路上的兩側埋伏下這些年訓練的精銳士兵。李牧讓前鋒部隊邊戰邊退，匈奴覺得李牧是個軟柿子，輕敵冒進，不經意間已落入了李牧設置的包圍圈。一聲令下，兩側伏兵儘出，切斷匈奴軍後路，原本撤退的趙軍調轉方向，發動了猛烈的反攻。匈奴本來覺得趙軍都是綿羊，現在綿羊變成了獅子，趙國士兵積蓄多年的憤恨，在一天之中全部爆發了出來，匈奴大軍慘敗。
本來匈奴的最大優勢是機動性，這次卻被李牧打了個圍殲戰，十餘萬匈奴人馬被殺，精銳儘喪。李牧趁勝追擊，又滅掉了襜襤（lán）部落，還順便狠狠教訓了東胡和林胡，匈奴單於帶著殘兵向北逃去。
打這一場仗，李牧謀劃了十年，就是等到匈奴部落集中的這一天，再一舉殲滅，李牧因此威震北方，這之後的十年多時間裡，匈奴再也沒有實力和膽量來騷擾趙國。