但白起認為此次必難成功，遂托病不行。範雎此時用私黨鄭安平代替白起，不出所料傷亡慘重且主將鄭安平率兩萬軍隊降趙。孤注一擲的秦昭王親臨白府對白起說：“你就是躺在擔架上也要為寡人出戰。”熟知兵家之道的白起以看出殘局無法收拾，坦誠勸秦昭王撤兵，等待新戰機。昭王不聽，反認為白起有意刁難，加之範雎乘機進讒。於是下令削去白起所有封號爵位，貶為士伍，並強令他牽出鹹陽。
由於病體不便，白起並未立即啟程。三月後，秦軍戰敗消息不斷從邯鄲傳來，昭王更遷怒白起，命他即刻動身不得逗留。白起隻得帶病上路，行至杜郵（金陝西鹹陽東北處），秦昭王與範雎商議，以為白起遲遲不肯奉命，“其意怏怏不服，有餘言”，派使者賜劍命其自刎。白起仰天長歎；“我何罪於天下而至此哉？”過了很久又說：“我固當死。長平之戰，趙卒降者數十萬人，我詐而儘坑之，是足矣死。”於是引劍自殺。時為秦昭王五十年（公元前257年）十一月。另有一說白起抗命不尊原因是：白起深知自己如果再次引兵攻趙換來的將是趙國全國的抵抗。因為長平之後趙國深恨白起，所以昭王再次攻趙時白起應該是最不適合當統帥的人選。
