蒙恬征匈奴
秦统一六国前后，在中国北方生活的部族已逐渐融合为东胡、匈奴、月氏三大民族，并以匈奴最为强大。匈奴部族主要居住于蒙古高原地区。匈奴单于头曼为一世之雄主，他雄心勃勃，常以武力征服周围弱小部族，多年来，与赵、燕、秦交兵于三国北部长城内外，成为三国之大患。它已占有了现今之辽宁西北部、山西北部、内蒙、宁夏等一带地区。匈奴已将东胡部族全部逐赶于燕山以东，将月氏部族逐赶至祁连山以西地区，并进占河套水草丰茂地区，人强马壮，经济繁荣，且男女老少都长于乘骑，勇猛凶悍，具有相当强的野战机动作战能力，成为北方各国最难对付的敌手。
蒙恬征战雕塑
秦、赵、燕三国北部地区长期受到匈奴等部族的袭掠，秦在统一六国之前，边境地区烽火连绵不断，人民生命财产经常处于朝不保夕的状态之中。当时除原赵将李牧防守代郡期间堪与匹敌之外，各国既无征战匈奴的精兵勇将，也无对匈奴作战长期有效的战略，多以筑长城单纯防御为主，战略上始终处于消极被动的局面。秦始皇在统一六国之后，为消除来自匈奴的侵袭，寻求对匈奴作战的策略，于公元前215年亲自沿边境地带巡视，进而确定了对匈奴作战的战略：（一）从内地移民充实边境地区，开发边境地区的经济，以增加战争的人力和物力资源；（二）修筑从内地通往边境的道路，为调兵运粮提供可靠的保障；（三）连接秦、赵、燕之长城，使之成为绵亘不断的防护屏障；（四）加紧战争准备，收复失地，彻底战胜匈奴，永保边疆巩固。
秦始皇为了保障大一统的版图免受侵扰，秦始皇二十六年（公元前221年）完成统一六国的大业后，加强了对匈奴的防范。秦始皇二十七年（公元前220年），为了向匈奴表示皇帝的威力，对匈奴起威慑作用，车驾出巡边郡，并登鸡头山（今宁夏回族自治区泾源县西）。秦始皇二十九年（公元前218年），秦始皇调集三十万大军，派蒙恬为将，向匈奴居住地河南地（今内蒙西河套及伊克昭盟地区）大举进攻。由于有备而战，军事进展十分顺利。秦始皇三十二年（公元前215年），将匈奴赶出河南地。秦始皇三十三年（公元前214年），蒙恬又率军渡过黄河，占领了高阙（今内蒙古乌拉特中后旗西南）、阴山（今内蒙古狼山）、北假（今内蒙古河套以北、阴山以南地区）等地。为了加强防御，在榆中（今内蒙古伊克昭盟地区）以东，黄河以北直到阴山的广大地区内，设置三十四个县，并重新设立九原郡，将有罪官吏及内地人民迁徙到这一地区。秦始皇三十六年（公元前211年），又令内地三万户移居北河（今内蒙古河套地区）、榆中，垦田生产，开拓边疆。
睡虎地秦墓竹简
在设置郡县的同时，蒙恬又沿袭战国时期筑长城拒匈奴的方法，秦始皇三十四年（公元前213年），蒙恬从内地征发在刑犯人，与边军戍卒一起，把秦、赵、燕三国长城连接起来，修成西起临洮（今甘肃岷县）东到辽东的万里长城。始皇又命蒙恬修筑从九原（今内蒙古包头西北）到云阳（今陕西省淳化西北）的直道，工程十分浩大，这项工程对加强关中与河套的联系起到重要作用。