太子丹让樊于期再坚持几天，又去找到荆轲，表示刺秦刻不容缓了，他不能等找到盖聂了。此时刚巧秦舞阳死里逃生回到燕城，太子丹决定派秦舞阳协助荆轲刺杀嬴政，秦舞阳感到吃惊，但还是答应了太子丹。
荆轲找到樊于期，向他告别，说自己要去很远的地方，也许不会再回来了，希望樊于期会有机会实现自己的理想。樊于期猛然醒悟到，荆轲要去刺杀秦王了。樊于期也觉得也许这是唯一的机会，为了增加成功的把握，他提出帮荆轲进行刺杀的模拟演戏。
樊于期装作秦王，太子丹装作秦国大臣，荆轲和秦舞阳以求和使者身分四个人在僻静的地方进行着刺秦演习。荆轲以督亢十五座城的地图为献礼，经过几次反复的演练，终于在荆轲到达嬴政身边的前提下，有了刺杀秦王成功的可能性发生。但樊于期最后说，这一切都是不可能的，因为嬴政多疑，根本不会让荆轲到达他的身边，要靠近秦王还有一个办法，就是再把樊于期自己的头颅献给秦王。荆轲、太子丹坚决反对，决定宁肯放弃刺秦，也不会杀了樊于期。
秦军即将完成对燕军大营的合围，太子丹决心与秦军玉石俱焚，樊于期认为太子丹应该放弃自己的英雄名声，投降以保证燕国人性命，否则就不是战争，而是屠杀。太子丹感到绝望。
樊于期来到荆轲所住的驿站，两人相约到外面练剑，又痛快地喝酒，谈论起小时候，谈论这些年的经历和对黑暗年代的无奈，谈论两人的友谊，但是荆轲拒绝再谈刺杀嬴政。樊于期对荆轲说，这个世界本来可以很美好的，希望荆轲能完成两个人共同的理想，而自己将做出最后的贡献。说完之后，樊于期拔剑自刎，人头落地。荆轲带着樊于期的人头来到燕王宫，太子丹和燕国军队哀悼樊于期。
高渐离准备带着蒜头离开燕国，忘记过去。在街上，忽然听说燕国拜荆轲为上卿，将带着樊于期的人头向秦国求和，他领悟到荆轲的使命原来是要刺杀嬴政。高渐离找到荆轲，原谅了荆轲杀喜鹊。
芄兰公主找到荆轲，与他依依惜别。她告诉荆轲，自己唯一的爱情和唯一的生存理由就是荆轲，只要听到荆轲刺秦的结果，她将与荆轲共生死。
易水河边，万物萧杀。太子丹、高渐离来为荆轲、秦舞阳送行。高渐离弹起自己专为荆轲所作的《易水送别》，太子丹把装着樊于期人头和督亢十五城图纸的两个盒子交给荆轲、秦舞阳，然后带领燕军跪送二人上了木舟。“风萧萧兮易水寒，壮士一去兮不复还”，高渐离摔碎了自己的筑琴，目送荆轲、秦舞阳向着秦国方向一往无前……