蔺相如抱着璧回到公馆，又心想：“我在赵王面前夸下海口，说‘秦国要是不给城，我就把璧完整地带回赵国’。如今秦王虽然答应斋戒，但等他拿到璧后，要是仍然不给城，我还有什么脸面回去见赵王呢？” 于是，他让随从穿上粗布衣服，扮成穷人的模样，用布袋把璧缠在腰间，从小路偷偷逃走了。蔺相如还让人给赵王捎信说：“我担心秦国欺骗赵国，没有诚意给城，所以特地派随从带着璧从小路回到大王身边。我甘愿在秦国领罪，绝不负使命！” 赵王说：“蔺相如果然没有辜负他的诺言。”
再说秦王只是假装斋戒，实际上并没有真的那样做。五天过后，秦王登上大殿，摆好礼物，让各国使者都来参加，一同观看接受和氏璧的仪式，想借此向各国炫耀。他让赞礼官引领赵国使臣上殿。蔺相如不慌不忙，稳步走上殿去。见过秦王后，秦王见蔺相如手中没有和氏璧，便问道：“寡人已经斋戒了五天，诚心接受和氏璧，如今使者却没带着璧来，这是为何？” 蔺相如上奏说：“秦国从穆公以来，历经二十多位君主，都惯用欺诈手段。从前，秦国人欺骗郑国，孟明视欺骗晋国，近代商鞅欺骗魏国，张仪欺骗楚国，这些往事历历在目，秦国从来都不讲信义。我今天就怕被大王欺骗，辜负了我们国君，所以已经让随从带着璧从小路回赵国了。我甘愿领受死罪！” 秦王大怒，说：“使者说寡人不恭敬，所以寡人斋戒接受和氏璧。使者却把璧送回赵国，这分明是在欺骗寡人！” 他喝令左右上前捆绑蔺相如。蔺相如面不改色，上奏道：“大王请息怒，容我一言。如今的形势是秦国强，赵国弱，只有秦国对不起赵国的事，绝没有赵国对不起秦国的道理。大王要是真的想要和氏璧，就先割让十五座城给赵国，再派一名使者，和我一起去赵国取璧，赵国怎么敢得了城却留下璧，背负不讲信用的名声，从而得罪大王呢？我自知欺骗大王的罪过，罪该万死，我已经把奏书寄给我们国君了，也没指望能活着回去。请大王用鼎镬把我烹了吧，让各国诸侯都知道秦国因为想要和氏璧，就诛杀赵国使者，这样是非曲直就一目了然了。” 秦王和群臣面面相觑，说不出话来。各国使者在一旁观看，都为蔺相如感到担忧害怕。左右的人想要拉蔺相如下去，秦王喝住他们，对群臣说：“就算杀了蔺相如，也得不到和氏璧，还白白背负不义的名声，断绝了秦赵两国的友好关系。” 于是，秦王厚待蔺相如，以礼相送，让他回国了。有学者读到这里，评论说秦人攻城略地，列国拿他们没办法，一块和氏璧又何足为惜呢？蔺相如的想法，只是怕被秦王骗走和氏璧后，赵国就会被轻视，以后难以立国。倘若秦国再索要土地、贡赋，赵国就无法再拒绝了。所以他在这里展示出赵国的实力，让秦王知道赵国是有人才的。
蔺相如回国后，赵王认为他很贤能，封他为上大夫。后来，秦国终究没有把城