進入戰國時期，魏、秦、齊等國紛紛變法圖強，北方的趙國也不甘落後。公元前326年，趙肅侯去世，魏、楚、秦、燕、齊五國表面上派兵弔唁，其實是想趁機圖謀趙國。繼位的趙武靈王一面命令全國軍隊戒備，一面聯合韓、宋、越、樓煩等國，成功挫敗了五國的陰謀。
趙武靈王看到南方各國互相征伐，短時間內趙國沒什麼機會，就把戰略調整為向北進攻。當時趙國東北有東胡，北邊有匈奴，西北有林胡、樓煩，這些部落都是以遊牧為生，長於騎馬射箭。
趙武靈王對將軍樓緩說：“咱們處在齊、燕、中山和諸胡的包圍中，不發奮圖強，隨時會被滅國。我覺得咱們穿的長袍大褂，幹什麼都不方便，不如胡人短衣窄袖靈活。胡人作戰喜歡騎射，也比戰車更機動靈活。我打算仿照胡人的風俗，把服裝和打仗方式都改革一下。”樓緩聽了十分贊成。
改革命令還沒下達，就有不少大臣反對。趙武靈王又跟另一個大臣肥義商量。肥義說：“要辦大事不能猶豫，猶豫就辦不成大事。大王既然認為這樣做對國家有利，何必怕大家譏笑？”
於是趙武靈王帶頭穿胡服會見群臣，並下令趙國人改穿窄袖短衣和皮靴。趙武靈王有個叔叔公子成，是趙國一個很有影響的老臣，帶頭反對改革。趙武靈王就親自上門，跟公子成反覆地講穿胡服、學騎射的好處。公子成終於被說服了，趙武靈王立即賞給他一套胡服。大臣們一見公子成也穿起胡服來了，只好跟著改了。
趙武靈王接著又命令將士們學習騎馬射箭。不到一年，訓練了一支強大的騎兵隊伍。公元前305年，趙武靈王親自率領騎兵打敗了經常騷擾趙國後方的中山國，又收服了東胡和臨近幾個部落。到了實行胡服騎射的第七年，中山、林胡、樓煩都被收服了，擴大了近千里的國土。趙國成為秦國外實力最強的國家。
公元前299年，趙武靈王為了專注軍事，把王位讓給兒子趙惠文王，讓他負責政事。趙武靈王自己改稱“主父”。把國內事安排好以後，趙主父打扮成趙國的一名使臣，到秦國去考察風土人情。
到了咸陽，趙主父以使臣的身份拜見秦昭襄王。秦昭襄王覺得這個“使臣”舉止大方威嚴，胸懷見識都不像個普通人，產生了懷疑。過了幾天，秦昭襄王才打聽到，他接見的原來就是有名的趙主父。立刻叫大將白起帶領精兵連夜追趕，卻沒有趕上。
幾年後，趙主父覺得對不住之前被自己廢掉的太子趙章，想要把趙國一分為二，讓兩個兒子都當王，但沒有成功。公元前295年，趙章在沙丘發動兵變，想要殺死趙惠文王，失敗後逃到主父行宮。趙惠文王的親信包圍行宮，殺掉趙章，趙主父困在宮中三個月，最後被餓死。