即位之初

前326年，赵肃侯卒，子武灵王即位，时16岁。武灵王元年（前325年），以阳文君赵豹为相，梁襄王与太子嗣和韩宣王与太子仓来信宫朝贺。时武灵王年少，未能处理政事，设博闻师三人，左右司过三人。等到能处理政事，向先王重臣肥义问政，增加他的俸禄。国内年过八十的老人，每月向他们送礼。三年（前323年），在鄗筑城。四年（前322年），与韩会于区鼠。五年（前321年），娶韩女为夫人。八年（前318年），此时已有五国称王，赵国还没有，武灵王说：“没有王的实力，怎么敢窃取王的名号？”命令国人称自己为“君”。

九年（前317年），与韩、魏一起攻秦，被秦军打败，八万人被杀。齐在观泽打败赵军。十年（前316年），秦国攻取赵国的中都和西阳。十三年（前313年），秦国攻取蔺（今陕西渭南县西北），俘虏将军赵庄。十六年（前310年），武灵王出游大陵。一天，武灵王梦见少女弹琴唱诗。后来，武灵王在酒席上多次说起这个梦，想见到梦见的少女。吴广听说此事，将女儿孟姚送入宫中，深受宠爱。

武灵王即位之初，对外作战屡次战败，北方又受少数民族威胁，赵国处境危险。

胡服骑射

十九年（前307年），武灵王招肥义谈论天下大事，谈了5天才结束。武灵王带领军队进攻中山，到达房子。又出兵代，北到无穷，西到黄河。又召见楼缓谋划，说：“先王趁世事变化，作了这里的主人，依靠漳水、滏水的天险，修筑长城，攻取蔺、郭浪，在荏打败了林胡，但功业还没完成。现在中山在我国中间，北有燕，东有东胡，西有林胡、楼烦和秦、韩的边境。如果没有强大的兵力救援，就要亡国了，怎么办？要有高于世俗的功名，一定会受到背离习俗的拖累。我想穿胡服。”楼缓说：“好。”但群臣都不想。

武灵王想让德高望重的叔叔公子成带头穿胡服，为群臣榜样。公子成反对，称病不朝。武灵王亲自前往公子成家劝说：“衣服，是用来便于使用的。礼仪，是用来便于行事的。剪发文身，衣襟偏向左侧，是越人的风俗。涂黑牙齿，在额头上涂抹颜色，不戴帽子，针线粗拙，是吴国的风俗。虽然礼仪衣服不一样，但一样便利。乡情不一样，风俗就变了。事情不一样，礼仪就变了。所以这不是圣贤可以同一的。以前中山依靠齐国的强大兵力，围攻鄗，几乎失守。先王以之为耻，而怨仇还没报。现在胡服骑射，近可以利用上党附近的地形，远可以报中山于我国的怨仇。”公子成被说服，穿上武灵王赐的胡服。于是武灵王就发布了胡服令。

二十年（前306年），武灵王进攻中山，到达宁葭。向西进攻胡地，到达榆中。林胡王献马。得胜回来后，派楼缓出使秦，仇液出使韩，王贲出使楚，富丁出使魏，赵爵出使齐。派代相赵固管理胡地，带领那里的军队。

二十一年（前305年），进攻中山。赵袑为右军，许钧为左军，公子章为中军，武灵王统一指挥。牛翦带领战车骑兵，赵希带领胡、代的军队。赵希穿过山谷，在曲阳会师，攻下丹丘、华阳、鸱之塞。武灵王率军攻下鄗、石邑、封龙、东垣。中山献四城求和，武灵王答应，退兵。二十三年（前303年），进攻中山。二十六年（前300年），再次进攻中山，领土相北扩大到燕、代（今河北蔚县），向西扩大到云中（今内蒙古呼和浩特托克托县）、九原，并从今天的河北张家口到内蒙古巴彦淖尔盟五原县修筑“赵长城”。

传位太子

二十八年（前298年），五月，武灵王传位赵何为王。新王到太庙行完礼仪后，出来上朝。大夫都作为新王的臣子，肥义为相国，并任新王的老师。赵何是为赵惠文王。惠文王是孟姚的儿子。武灵王自号主父。

主父想让儿子自己主管治理国家，所以自己就穿上胡服带领士大夫到西北经略胡地，并想从云中、九原直接向南袭击秦国，于是亲自乔装成使者进入秦国。秦王不知道，后来因为觉得他样子奇伟而感到奇怪，不像臣下的气度，立即派人追赶，但主父已经奔出了关口。细细盘问，才知道是主父。秦人很吃惊。主父之所以要进入秦国，是要亲自观察地形，并且观察秦王的为人。

沙丘之乱

惠文王三年（前296年），主父攻灭中山，迁中山王到肤施。归来庆功时封长子赵章为安阳君，派田不礼为相辅佐。肥义认为赵章骄而田不礼诈，两人在一起一定会作乱，于是对高信说：“如果有人召见王的话，一定让我走在前面。”四年（前295年）群臣朝见惠文王，主父在一旁观看，看见赵章作为兄长而北面对赵何称臣，心中怜悯，想把国一分为二，让赵章作代王。但这个决定没有做出就被中止了。

主父和惠文王出游沙丘，分宫而居。赵章和田不礼带领他们的党羽作乱，诈用主父的命令召惠文王。肥义先去，被杀。高信和惠文王与赵章作战。公子成和李兑从国都赶来平乱，击败赵章，杀田不礼。赵章逃到主父宫中，主父接纳了他。公子成和李兑包围了主父宫，杀死赵章。公子成和李兑商量：“因为赵章的缘故而围攻主父，休兵的话，一定会并灭族。”于是继续围困，对宫中人说“后出来的人灭族”，宫中人都逃了出来。主父逃不出来，又找不到食物，把树上的小鸟都掏出来吃了，过了三个月左右在宫中饿死。

赵雍谥号“武灵王”，东汉蔡邕在《独断》中解释：“尅定祸乱曰武，乱而不损曰灵”。赵从武灵王起始称王。

评价

楚怀王逃出秦国，经赵，赵不敢受，送还秦国，时人皆认为是赵武灵王已经不在，赵国统治者无能的缘故。

梁启超认为赵武灵王是黄帝以后的第一伟人，因为他和秦始皇、汉武帝、宋武帝一样，是少数可以取得对北方游牧民族战争胜利的人之一。1903年，梁启超发表《黄帝以后的第一伟人——赵武灵王传》。

历史学家翦伯赞有《登大青山访赵长城遗址》一诗：「骑射胡服扞北疆，英雄不愧武灵王。邯郸歌舞终消歇，河曲风光旧莽苍。望断云中无鹄起，飞来天外有鹰扬。两千几百年前事，只剩蓬蒿伴土墙。」