抵达楚国后，平原君次日清晨便匆匆赶至楚国王廷，与楚王展开关于六国合纵的商谈。楚王表达了对合纵的顾虑：“六国合纵原本是由赵国倡导，但过去从未稳固，先前曾先后拥立怀王、齐王为纵约长，联军讨伐秦国，却均以失败告终。如今，各国各自心怀鬼胎，合纵联盟貌合神离，根本无法形成合力。况且，如今秦国的实力无人能敌，哪个国家敢轻易与之抗衡？此外，楚国刚刚与秦国修好，约定互不侵犯，若此时转向与赵国结盟，无疑是违背了与秦国的约定，很可能引来秦国的报复，给楚国带来战火。合纵之事，还是就此作罢吧。”楚王出于对秦国的恐惧，迟迟不愿答应。尽管平原君反复陈词，晓以利害直至中午，仍未能说服楚王。
毛遂与其他十九位门客在外静候，久久不见平原君从殿内出来，十九人便对毛遂说：“先生不妨进去看看怎么回事。”毛遂默不作声，拔剑而出，大步流星走上台阶，径直走入宫殿，向平原君质问道：“六国合纵之事，道理利弊分明，为何讨论了整整一上午还没得出结论呢？”楚王见状大为惊讶，此人竟敢持剑闯殿，言语间毫无礼数，怒气渐生，但由于不清楚毛遂的身份，被其凌厉气势震慑，暂未发作，遂问平原君：“此人究竟是谁？”平原君答道：“他乃是我的门客毛遂。”
楚王勃然大怒，喝道：“大胆狂徒！我和你的主公交涉国家大事，哪轮得到你插嘴，速速退下！”毛遂面对楚王的斥责，毫无惧色，挺剑向前，直言不讳：“六国合纵乃天下公义，任何人都有权参与讨论，何况你在我主人面前对我无礼，意欲羞辱何人？你现在依仗楚国地大人多，但请注意，我现在离你不过十步之遥，纵使楚国万千兵马在此，也不能助你分毫。我若想要取你性命，易如反掌，你又凭什么在此耀武扬威？再者，昔日商汤仅有区区几十里的封地，也能成就王业；周文王虽疆域百里，也能赢得天下人心，他们的成功并非依赖人数众多，而是凭借智慧和勇气。楚国幅员辽阔，兵强马壮，本应具备称霸天下的资本，却连连败于秦国，甚至国君也被擒，大王难道不为此感到羞愧吗？六国合纵，不仅是为赵国，同样是为了楚国，而你却犹豫不决，畏首畏尾，难道不觉得颜面扫地吗？”
楚王被毛遂一席话堵得哑口无言，只能频频点头。毛遂紧追不舍，追问楚王是否同意合纵抗秦。楚王尴尬之余，只得连连答应：“同意，同意。”毛遂随即命令楚王身边的侍从取来歃血为盟所需的血酒。待血酒呈上，毛遂亲手捧起铜盘，递予楚王，说道：“那就歃血为盟，大王先行，主人其次，然后我毛遂跟进。”他又转身呼唤仍在殿外等待的十九位门客：“诸位可在殿外跟随盟誓，你们这些人只能依赖他人成事，是不是？”语气中充满讽刺与挑战。
平原君回国后，深有感触地表示：“我原以为自己擅长识别英才，不曾遗漏任何一位有能力的人，却未曾料到毛先生跟随我三年，我却未能发现他的卓越才干。毛先生在楚国朝堂上不仅促成六国合纵大计，更扞卫了赵国的尊严。他的雄辩之才，胜过千军万马。自此之后，我再也不敢妄称自己是识人之伯乐了。”此后，毛遂成为了平原君最为器重的上等门客。