这时赵国发生大旱灾。秦将王翦率领土兵直下井陉（河北省井陉县西），秦将杨端和率领河内兵进围赵都邯郸。赵派李牧、司马尚带领大军抵御。

赵王宠臣郭开受了秦国贿赂，散布流言说李牧、司马尚谋反。赵王因此改用赵葱和颜聚替李牧、司马尚，并且杀死了李牧。

始皇帝十八年（前229年），王翦大破赵军，杀赵葱，俘虏赵王。赵公子嘉率领其宗族数百人逃到赵的代郡，自立为代王。秦国在赵都邯郸一带建立邯郸郡。

始皇帝二十年（前227年），秦始皇派大将王翦、辛胜攻燕国。燕、代两国发兵抵抗，被秦军败于易水以西。次年，秦军攻下燕都蓟城。燕王喜迁都到辽东。秦将李信带兵追击，燕王喜听从代王嘉的计策，杀太子丹，把太子丹的首级献给秦求和。

始皇帝二十一年（前226年），韩国都城发生叛乱，秦国出兵平定韩的叛乱，乘机处死韩王安。

始皇帝二十二年（前225年），秦始皇派将军王贲攻魏，包围了魏都大梁，引黄河水灌城，三个月大梁城坏，魏王出降，魏国灭亡。

秦始皇就在魏的东部地区建立砀郡。同年，秦始皇派李信、蒙武带20万大军攻楚。

李信攻楚的平舆（平舆县北），蒙武攻楚的寝（安徽临泉县），取得初步胜利。秦楚两军在城父邑（今安徽省亳县东南城父集）相遇，楚乘秦军不备发起反攻，大败秦军。

后秦始皇派王翦带60万大军出征，大破楚军于蕲（今安徽宿县东南），迫使楚将项燕自杀。接着秦军攻入楚都寿春，俘虏了楚王负刍。秦于楚地设九江郡（安徽寿县）、长沙郡（湖南长沙市）。

始皇帝二十五年（前222年），王翦平定了楚的江南地，降服了越国之君，设置会稽郡，楚国灭亡。[49]秦始皇在灭楚的同时，不断地向东扩展，陆续设郡，并攻取齐地，设置薛郡（山东曲阜）。同年，秦始皇派王贲攻燕的辽东，虏燕王喜，灭亡燕国。接着又回师攻代，虏代王嘉，建立代郡（河北蔚县西南）和辽东郡。

始皇帝二十六年（前221年），秦将王贲从燕国南下攻齐，俘虏齐王建，灭了齐国，在齐旧地建立了齐郡（山东淄博市东北）和琅邪郡（山东胶南县西南夏河城）。

秦国从始皇帝十六年（前230年）起，到灭齐时止，耗时10年陆续兼并了六国，继而于始皇帝二十八年（前219年）开始平定南方百越。从此，秦始皇完成统一大业，进入了君主的帝国时代。

秦始皇废除分封制以后，建立了一套自中央到地方的郡县制和官僚制。初分全国为36郡，以后随着土地的扩大增至46郡，定咸阳为首都。

中央政府最高的官僚是丞相、御史大夫和太尉，亦称“三公”。地方郡的长官为守，县的长官为令。郡县制初步打破了血缘关系的宗法制，封建制、官僚制则代替了贵族的世袭制。

为了巩固政权，秦始皇还实行了一系列的政策，主要是：统一货币和度量衡；统一文字；修筑长城、驰道和直道；强迫迁徙六国富民和平民。

秦统一六国以后，为了防止六国贵族依持宗族“死灰复燃”，强迫他们迁徒到咸阳，要他们看护皇陵，或者迁徙于西南边远地区，一些平民也同时被迫迁徙，叫做“迁虏”，做开矿、开盐井等苦役。