此时，赵雍乘秦、齐二强对峙连年，两国先后拉拢韩、魏发动合纵、连横战争之时机，图谋攻灭中山。先是乘孟尝君田文合纵，齐、魏、韩连年伐楚之时，于赵武灵王二十三年（前303年）发兵攻中山。同时，赵雍采取连结秦、楚、宋的策略，以牵制齐、魏、韩等国，得以从容连续进攻中山。赵武灵王二十五年（前301年），中山军在赵国的攻势下战败，中山君被迫逃奔齐国，次年（前300年），赵雍继续攻取剩余的中山城邑，使赵国疆土北至燕，西至云中、九原（一说扩地于此的时间是赵武灵王二十四年，即前302年。）
待齐、魏、韩三国合纵攻秦时，他采取观望态度，并继续攻击中山，取扶柳（今河北冀县西北）。赵惠文王二年（前297年），赵雍巡行新得之地，出代地之后，在西河地区遭遇楼烦王，趁势收编了楼烦的军队。赵惠文王三年（前298年）直抵横贯中山的命脉滹沱河一带。同年，赵国完全攻灭中山国，赵雍迁中山君尚于肤施（今陕西榆林南）。自此之后，从邯郸到中山国都灵寿再到代地的道路畅通无阻。赵雍凯旋后，论功行赏，大赦天下，设宴聚饮五日，以示庆祝。
赵雍不但推行了胡服骑射，攻取得大片胡地和中山土地，拓地千里，而且收编了林胡和楼烦的军队，使赵国的军事力量大为加强。
赵雍的第一位夫人韩氏是韩王的女儿，为赵武灵王生下公子赵章。后来，韩夫人去世。赵武灵王十六年（前310年），赵雍得到美女吴娃，深为宠爱。吴娃生一子赵何（后来的赵惠文王），而赵雍也将吴娃立为王后，后世称“惠后”。赵武灵王二十五年（前301年），吴娃去世，赵雍派周袑身着胡服，教导赵何。
赵武灵王二十七年（前299年）五月，赵雍在东宫举行盛大朝会，将王位禅让给赵何。以肥义担任国相，与群臣辅助新王。赵雍则使用主父的称号。[25]赵雍的本意是在赵国构建二元政治，即由赵何处理国政，自己则全心专注于赵国激烈的对外军事斗争，以实现“身胡服将士大夫西北略胡地，而欲从云中、九原直南袭秦”的志向。[26]他且在自己的有生之年就能把政权平稳的交给接班人。但是他的这番设想却造成了赵国的内乱。
公子赵章本来颇为赵雍喜爱。赵武灵王二十一年（前305年）攻伐中山时，赵章被委以统率中军的重任。他为人“素侈”，心中不服其弟为王。
赵惠文王三年（前296年），赵雍以东安阳（今河北阳原东南）封赵章为代安阳君，派田不礼为相。李兑闻讯后，找到肥义，认为赵章身体强壮，意气骄横，党羽众多，对权力的欲望强烈，再与为人残忍好杀而又骄横的田不礼合谋，将有阴谋乱事发生。如果乱事发生，则肥义作为重臣将首当其冲。因此他建议肥义将国事交给公子赵成，自己称病不出。肥义认为自己受主父重托，定当尽忠辅佐赵何，于是未采取李兑的建议。随后李兑多次联系赵成，以防备田不礼叛乱。而肥义也担忧变乱将起，于是嘱咐将军信期（又名高信）说：“从今以后，如果有召见大王的，一定要先见我的面，我将先用自身抵挡他，没有变故大王才能进来。”
赵惠文王四年（前295年），赵雍朝见群臣，让赵何听朝，而自己在旁边观察窥探群臣和宗室贵族的礼仪。他看见赵章萎靡不振，反在北面称臣，受弟弟的指使，内心怜悯，打算把代郡分给赵章，让他也称王。但这个计划还未决定就终止了。同年，赵雍与赵何同游沙丘（今河北广宗西北），分居两宫。
此时，赵章、田不礼图谋作乱。赵章借用赵雍的令符，请赵何到主父宫议事。肥义感到事情不对，于是按照之前的计划，自己先入宫，不幸被赵章等杀死。信期见肥义未归，便率军攻击赵章、田不礼及其党徒。李兑与赵成很快也从邯郸率军赶到沙丘，参与平叛。在他们的进攻下，赵章、田不礼战败，赵章败退到主父宫，赵雍开门接纳他。李兑、赵成等围主父宫，诛杀赵章及其党羽。赵成、李兑商议道：“因为赵章的缘故包围了主父，如果解除了包围，我们就要被主父灭族了。”
于是就继续围困主父宫，并向宫人下令“后出来的灭族”，宫中的人全都出来，只留下赵雍一人。赵雍被围内宫，欲出不得，存粮很快耗尽，被迫掏鸟窝找幼雀来充饥。就这样过了三个多月之后，赵雍被活活饿死在主父宫中[76]。赵成在确定赵雍必死之后，才打开内宫，发布讣告向诸侯报丧。
赵雍死后，被安葬于代郡某地（该地汉朝时被命名为灵丘）。
赵雍亲政后第一件事，就是在“五国相王”后改变名不符实的王号，令国人称自己为君。“[当时赵国徒有王之名，而无王之实，四面受敌。缓称王，既可以避免树大招风带来的麻烦，又可以积蓄实力。
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