赵武灵王学习胡人的长处，实行易服、改兵制、创新战术的全面军事革新，推广胡服骑射，使骑兵这一灵活的新兵种取代了笨重的车兵，中国古代战争的样式从此有了根本性的变化。
公元前302年，赵武灵王采取军事改革措施，学习西北方游牧和半游牧民族的服饰，学习骑马射箭，史称“胡服骑射”。
赵武灵王一心想着发奋图强，他对谋士楼缓说：“我赵国东面有齐国、中山国，北边有燕国、林胡，西边有秦国、韩国和楼烦部族。如果不发奋图强，加紧军事装备，武装国防军队，随时会被邻国偷袭过来。要发奋图强，就得采取军事改革措施。我觉得咱们穿的服装，长袍大褂宽袖口，干活打仗，都不太方便，不如胡人短衣窄袖，脚穿皮靴子，行动方便灵活。我打算仿照胡人的风俗，把服装改一改，你看怎么样？”
谋士楼缓听了很赞成，他说：“咱们仿照胡人的服饰，就能学习他们打仗的本领。”赵武灵王说：“对呀！咱们打仗全靠步兵，进攻冲锋缓慢，就是打败游牧族骑兵，在追击的时候，他们骑马跑得快，很难追上他们；即使马拉车，道路不好走，也是追不上他们；但是，我军又不会骑马打仗。要想学穿胡人的服饰，就得学习胡人那样骑马射箭。”
这个改革议论一经传开，就有不少大臣反对。赵武灵王只得再找军事将领肥义商量，说：“我想用胡服骑射来改革咱们国家军队的服装和装备，可是，有人反对，怎么办？”肥义将军表示支持，说：“服装与装备的改革关系到国家的安危，要办大事不能犹豫，犹豫不决就办不成大事。大王既然认为这样做对国家有利，何必担心几个人的反对？”赵武灵王听了很高兴，说：“我看讥笑改革而反对我的是些蠢人，明白道理的人都会赞成军事改革的。”
第二天上朝的时候，赵武灵王身穿胡人的服装，大臣们见到他短衣窄油，穿着胡服，都吓得不得了。赵武灵王把改穿胡服的设想讲述一遍。大臣们议论纷纷，有的说不好看，有的说不习惯，有的说不穿本民族的服装，岂不是丢脸么！有一个顽固派老臣，名叫赵成，是赵武灵王的叔父，带头反对服装改革。他是赵国一个很有影响的老臣，头脑守旧，十分顽固。他不但反对，而且在家装病不上朝了。
赵武灵王知道要推行军事改革，首先要打通叔父的阻拦，就亲自上门找赵成，对他反复地讲解改穿胡服骑射的好处。赵成终于被说服了。赵武灵王趁热打铁，立即赏给他一套新式胡服。次日朝会上，文官武将一见老将赵成也穿起胡服来上朝了，都没有话说，只好改穿胡服了。
紧接着，赵武灵王又号令兵士学习骑马射箭。不到一年，训练了一支强大的骑兵队。次年春，赵武灵王亲自率领骑兵队打败邻近的中山国，又收服了林胡和西北方的几个游牧族。到了实行胡服骑射后的第三年，中山、林胡、楼烦都被收服了。赵国从此兴盛强大起来，可以对付当时的霸主国了。
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赵武灵王之死
赵武灵王二十七年（公元前299年），赵武灵王传国于次子赵何，为赵惠文王。而自号为“主父”。禅让以后，赵武灵王就逐渐失去了往日的权力。后来公子章争夺王位，在沙丘发动变乱，被李兑与公子成率领的军队打败。公子章逃到赵武灵王所居的沙丘宫，李兑与公子成派兵攻入主父宫，诛杀公子章。他们害怕主父秋后算帐，就将主父围困在宫中。三月余而饿死沙丘宫。赵武灵王就是这样在内讧中死去。