樊於期背叛秦国是因为他在攻打赵国的时候两次败给李牧，他知道自己回国后会遭遇怎样的惩罚，一不做二不休，干脆离开秦国去了燕国，也有可能是樊於期参与成蟜叛变之事被揭发，所以不得不逃走，燕太子丹对他很好，樊於期念及燕太子丹的恩情，为了让荆轲完成刺杀任务，奉献出了自己的生命。
史书记载樊於期遇到赵国大将李牧，节节败退，樊於期打了败仗不敢回秦国，便畏罪潜逃至燕国，燕太子丹不顾众人反对收留了他，秦王嬴政得知此事便诛杀樊於期一家，并发布悬赏要樊於期的首级，后来就发生了荆轲刺秦王的故事。
樊於期曾以嬴政是吕不韦私生子的流言为依据，让成蟜相信他才是秦庄襄王的嫡子，应该继承秦王位。而吕不韦之所以派年少且不谙军事的成蟜领军，是想借机除掉他。于是，樊於期将这一则流言写成檄文，通告天下。
当然，这次叛变被迅速镇压，成蟜也因此逃离秦国，投降了赵国，客居于此。但让人疑惑的是，樊於期似乎并没有因此而受到株连，因为在公元前237年的时候，他又担任了秦国将军，率军攻赵。但这一次，樊於期遇到的对手是战国四大名将之一的李牧，被打得大败。