秦王政七年(公元前240年)，吕不韦为报五国攻秦之仇，决定攻打山东五国。派蒙骜同张唐督兵五万伐赵。三日后命令长安君成蟜同樊於期率兵五万为后继。秦兵出函谷关后，蒙骜率领前军取路上党径直进攻庆都，驻扎在屯留，作前面秦军的声援。赵国派庞媛为大将，扈辄为副将率兵十万抗拒秦军。尧山一仗，秦军未能取胜，蒙骜派张唐督到屯留催取后队军兵。当时，成蟜只有十七岁，不谙军务，忙召樊於期商议。樊平时就憎恨吕不韦纳妾盗国的事，便乘机对说：“今王非先王骨肉，惟君乃嫡子。”还揭露说吕不韦这次派他出兵的目的就是想借机除掉他并进而献计道：“今蒙骜兵困于赵，急未能归，而君手握重兵，若传檄以宣淫人之罪，明宫闱之诈，臣民谁不原奉嫡嗣者。”成蟜接受了樊於期的计谋。樊便假意对来使说大军即日移营。
使者去后，樊於期就起草一篇檄文。樊於期将檄文四下传布。秦国人多听到过吕不韦进妾的传闻，等见到檄文中有怀妊奸生等语，才信是实。尽管惧吕不敢起兵响应，也都采取观望的态度。张唐知长安君已反，星夜奔往咸阳告变。秦王政见檄文大怒。召尚父吕不韦计议。遂派王翦为大将，领兵十万，往讨长安君成蟜。
秦王政十年(公元前237年)，樊於期任秦国将军。翌年与王翦、杨端和率兵攻打赵，取邺(今河北临漳西南)等城，继而攻占平阳(今磁县东南)，大胜，杀赵国将扈辄。
秦王政十四年(公元前233年)，他再次率军攻打赵国，面对赵国名将武安君李牧，大败，秦军损失惨重，樊於期不敢回秦国，后逃往燕国，并拜燕国大将军。秦王大怒，将其父母宗族全部杀害。
