从北方调来李牧并以之为将。当桓齮从上党越太行山进攻赵的赤丽、宜安（石家庄东南），与赵将李牧战于肥下（宜安东北），为李牧所败，桓齮全军覆灭，仅率少量亲兵逃出。前229年桓齮随王翦一起与井径关的李牧对峙，在战斗中为李牧所杀。
争议.杨宽的《战国史》认为桓齮就是樊于期，但所持理由仅两人名称发音相似，记载时间接近，时代差距无法考证文字读音，记载时间接近者众，因此此说仅为假说，尚未证实，理由亦不充分。