在樂毅的統籌安排下，燕昭王動員了全國的兵力，派樂毅擔任上將軍，趙惠文王也把相國大印授給了樂毅。樂毅於是統一指揮著趙、楚、韓、魏、燕五國的軍隊去攻打齊國。
齊湣王聞報，親率齊軍主力迎於濟水之西。兩軍相遇，樂毅親臨前敵，率五國聯軍向齊軍發起猛攻。齊湣王大敗，率殘軍逃回齊國都城臨淄。樂毅遣還遠道參戰的各諸侯軍隊，力排眾議親率燕軍直搗臨淄，爭取一舉滅齊。
燕國軍隊在樂毅指揮下單獨追擊敗逃之敵，一直追到齊國都城臨淄。齊湣王見臨淄孤城難守，就逃跑到莒邑並據城固守。樂毅單獨留下來帶兵巡行占領的地方，齊國各城邑都據城堅守不肯投降。樂毅集中力量攻擊臨淄，拿下臨淄後，把齊國的珍寶財物以及宗廟祭祀的器物全部奪取過來並把它們運到燕國去。
燕昭王大喜，親自趕到濟水岸上慰勞軍隊，獎賞並用酒肉犒勞軍隊將士，把昌國封給樂毅，封號叫昌國君。燕昭王把在齊國奪取繳獲的戰利品帶回了燕國，而讓樂毅繼續帶兵進攻還沒拿下來的齊國城邑。
樂毅留在齊國巡行作戰五年，攻下齊國城邑七十多座，都劃為郡縣歸屬燕國，隻有莒和即墨沒有收服。燕國因為樂毅，前所未有的強盛起來。但是樂毅認為單靠武力，破其城而不能服其心，民心不服，就是全部占領了齊國，也無法鞏固。
所以樂毅對莒城、即墨采取了圍而不攻的方針，對已攻占的地區實行減賦稅，廢苛政，尊重當地風俗習慣，保護齊國的固有文化，優待地方名流等收服人心的政策，欲從根本上瓦解齊國。
但是很可惜的是，公元前279年，燕昭王去世了，太子樂資即位，稱燕惠王。燕惠王從做太子的時候，就對樂毅很是不滿，所以等他即位後，齊國的田單就利用他與樂毅有矛盾，對燕國開始施行反間計。
田單造謠說：“齊國城邑沒有攻下的僅隻兩個城邑罷了。而所以不及早拿下來的原因，聽說是樂毅與燕國新即位的國君有怨仇，樂毅斷斷續續用兵故意拖延時間姑且留在齊國，準備在齊國稱王。齊國所擔憂的，隻怕別的將領來。”
燕惠王本來就不滿樂毅，再受到齊國反間計的挑撥，立刻派騎劫代替樂毅任將領。樂毅心裏明白燕惠王派人代替自己是不懷好意的，害怕回國後被殺，便向西去投降了趙國。趙國把觀津這個地方封給樂毅，封號叫望諸君。
齊國田單後來與騎劫交戰，設置騙局用計謀迷惑燕軍，終於在即墨城下把騎劫的軍隊打得大敗，接著輾轉戰鬥追逐燕軍，向北直追到黃河邊上，收複了齊國的全部城邑，並且把齊襄王從莒邑迎回都城臨淄。
燕惠王很後悔派騎劫代替樂毅，致使燕軍慘敗損兵折將喪失了占領的齊國土地；可是又怨恨樂毅投降趙國，恐怕趙國任用樂毅乘著燕國兵敗疲困之機攻打燕國。
於是燕惠王就派人去趙國責備樂毅，同時向他道歉說：“先王把整個燕國都委托給了將軍，將軍為燕國戰敗齊國，替先王報了深仇大恨，天下人沒有不震動的，我哪裏有一天敢忘記將軍的功勞呢!正遇上先王辭世，我本人初即位，是左右人耽誤了我。我所以派騎劫代替將軍，是因為將軍長年在外，風餐露宿，因此召回將軍暫且休整一下，也好共商朝政大計。不想將軍誤聽傳言，認為跟我有不融洽的地方，就拋棄了燕國而歸附趙國。將軍為自己打算那是可以的，可是又怎麼對得住先王待將軍的一片深情厚意呢？！”