此后一年多时间里，新任将领屡次率军迎击犯境的匈奴，可每次作战赵军都损失惨重。最后竟然到了边境骚扰不断，百姓无法正常耕作和放牧的地步。赵王不得已又派人请李牧复出，李牧以生病为由闭门不出，拒绝接见来者。可是赵王坚持着非要让他重新出马不可，李牧无奈，便说：“如果一定要用我，必须允许我仍照从前的办法行事，我才敢接受您的命令。”赵王只好答应了他的要求。
李牧重返北部边境，并继续采用以前的方法。匈奴人多次侵掠都毫无所获，以为是李牧畏惧他们。如此多年，守边军士每天得到赏赐却不被派去抗击匈奴，因此都希望与匈奴人打一仗。于是，李牧精选战车一千三百辆，战马一万三千匹，曾获过百金奖赏的勇士五万人，能拉硬弓而善射的士兵十万人，将他们全部组织起来，进行作战训练，并大力组织放牧，使放牧人遍布在边境田野。匈奴人小规模地入侵，李牧就下令部队假败下来，并且把数十人丢弃给匈奴。匈奴的单于听到这个消息后，即率军大举来犯。李牧多设奇阵，指挥部队从左、右两翼进行包抄，大破敌兵，斩杀匈奴十多万人马，并乘胜灭掉了代地以北的胡族褴，攻破东胡，使林胡部族归降。

匈奴单于领残兵逃奔而去，此后十多年不敢再接近赵国边境。