在秦始皇统一中原之时，有一支活跃在中国北方的少数民族，他们个个善于骑射，凶悍无比，这就是匈奴。匈奴利用中原战乱之机，不断进犯北方各国。在中原混战的同时，匈奴乘机跨过黄河，占领了河套以南的大片土地，直接威胁到秦都咸阳的安全，成为整个帝国最后的心腹之患。于是，秦始皇拜蒙恬为大将，率军北击匈奴。
而这时，秦国刚刚统一，人心未定，军民厌战情绪很高。蒙恬不顾连年征战的辛劳，欣然接受命令，“北逐戎狄”，将河套一带重新纳入了秦国的版图。秦始皇为何选择蒙恬领兵出征，原因有二：其一，蒙恬年轻的时候，曾长期在北方边境守卫，对匈奴军的战法极其熟悉，这是那些长年在中原征战的老将们所不能比的；其二，蒙恬是秦国军队里最富有进攻精神与野战能力的将领，秦朝其他将领多是在中原地区进行攻坚战，对于塞外草原上与匈奴野战的经验太少。
公元前215年，蒙恬率领30万秦军，日夜兼程奔赴边关。他一边派人侦察敌情，一边亲自跑到前沿阵地查看地形。第一次交战时，蒙恬就将匈奴军杀得人仰马翻，在草原上四处溃散。
公元前214年的春天，最具决定意义的战争爆发了。蒙恬率军在黄河以北发动了数场大规模的战争，匈奴主力受到重创。蒙恬乘势一举收复河套、阳山等地区（今内蒙古）。匈奴望风而逃，远遁大漠。汉人贾谊曾说当时匈奴人再也不敢南下而牧马。蒙恬仅一战就重创凶狠残暴的匈奴人，使其溃不成军，四处奔逃。匈奴几十年内不敢进犯汉家之地，蒙恬居功至伟。
在蒙恬大败匈奴、拒之千里后，他带兵继续镇守边陲。蒙恬根据“用险制塞”的方法以城墙来防御骑兵的战术，调动几十万军队和百姓开始修筑长城，将战国时期原秦、赵、燕三国北边的防护城墙衔接起来，并重新整修、加固。建起了东起辽东、西至临洮，长达5000多公里的万里长城，用来保卫北方农业地区免遭匈奴游牧骑兵的侵扰。
同时，蒙恬在黄河河套一带设置九原郡，统辖44个县。他还建立了一套有效的、完善的边防行政机构。公元前211年，蒙恬又将3万多名罪犯遣发到兆河、榆中一带垦荒，发展经济，以弥补军事后备力量。这些措施对于边防的加强，起到了积极的作用。
另外，蒙恬还派遣人马，在秦国都城咸阳到九原，修筑了宽阔的直道，解决了九原交通闭塞的困境。此举不但加强了北方各族人民经济、文化的交流与融合，更重要的是对于调动军队，运送粮草、器械、物资等具有重要战略意义。蒙恬镇守九原郡数十年，威震匈奴，深得秦始皇的信任。
公元前210年冬，秦始皇在巡游会稽途中患病，派遣身边的蒙毅去祭祀山川祈福，不久，秦始皇便在沙丘病死，死讯随即被封锁。中车府令赵高此时正得宠于公子胡亥，他想立公子胡亥为太子，于是伙同丞相李斯、公子胡亥暗中策划政变。早先的时候，赵高因犯法受到蒙毅的公正执行，所以赵高对蒙氏十分怨恨。胡亥即位后，赵高随即派遣使者捏造罪名赐公子扶苏、蒙恬死。扶苏自杀后，蒙恬内心疑虑颇重，请求复诉。使者便把蒙恬交给了官吏，派李斯遣人来代替蒙恬掌兵，将蒙恬囚禁于阳周。胡亥想将蒙恬释放，但赵高深恐蒙氏再次得宠，对己不利，执意要将蒙氏消灭。赵高便散布在立太子问题上，蒙毅曾经在秦始皇面前诽谤胡亥，胡亥于是又将蒙毅囚禁了。子婴力谏胡亥，认为不可将蒙氏兄弟诛杀。胡亥不听，杀蒙毅，又派人前往阳周去杀蒙恬。
使者对蒙恬说：“你罪过深重，况且蒙毅已死，连坐于你。”蒙恬说：“从我们祖先到这一代，已经是三代人为秦国出生入死了。我现在统率着30万大军，虽然身遭囚禁，可我的手下依然只听从我的号令。但我知道，我应当守义而死。我之所以这样做是怕辱没祖先的教诲，不敢忘记先主的恩情。昔日周成王继承帝位的时候，非常年幼，周公旦背负成王上朝，曾断指起誓效忠成王，终于平定了天下。而成王长大后，却听信谣言，周公旦被迫奔走楚国。后来成王终于醒悟，将进谗言的人杀掉，把周公旦重新请回来了。所以《周书》上说：‘君王办事定要反复考虑。’我蒙氏一家对君王忠心耿耿而反遭陷害，这一定是有奸臣从中作梗。周成王犯了错误后能改过自新，终于使周朝繁荣昌盛；夏桀诛杀关龙逄，商纣诛杀比干，最终身死国亡。所以我认为犯了错误可以改正，听从劝谏可以反省，反复考虑则是圣明君主治国的法则。我说这些话，并不是希望可以将罪责免除，而是准备为忠诚的劝谏而牺牲，希望陛下能够为万民着想，考虑遵从正确的治国之道。”使者说：“我只是奉诏来将你处死，不敢把将军的话传报于皇上。”蒙恬长叹道：“我因何得罪上天，今被无罪赐死。”蒙恬沉默了许久，又说道：“我的罪过本该受死了，从临洮到辽东修筑长城，光沟渠就挖了一万多里，这其间不可能没挖断地脉，或许这就是我的罪过。”说完，蒙恬吞药自杀。
司马迁在《史记》中慨叹道：“蒙氏秦将，内史忠贤。长城首筑，万里安边。夫秦之初灭诸侯，天下之心未定，痍伤者未瘳，而恬为名将，不以此时强谏，振百姓之急，养老存孤，务修众庶之和，而阿意兴功。”蒙恬之于秦朝的赫赫战功，之于长城的是非功过，实在令人感慨万千。
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望夫石
孟姜女万里寻夫传说秦始皇下令修造长城，强征数十万工役，这其中便有孟姜女之夫万喜良。后来，孟姜女为了寻夫，万里迢迢来到咸阳，但却没有想到自己的丈夫已经死了。于是，孟姜女就在长城脚下哭吊丈夫，不料这一哭竟哭倒了长城。秦始皇见到孟姜女后，见其貌美如花，便想要逼迫她为妃子。孟姜女假装答应，待到万喜良礼葬后，便自尽殉夫。
唐太宗曾经对臣子们说：“朕欲上比尧舜，不使冤案现于本朝。各位不妨说来，古代哪一将相死得最冤？”当时在场的有丞相房玄龄、谏议大夫魏征等人，有人说是白起（战国时期秦将），有人说是伍子胥（春秋时期吴将）。唐太宗听罢臣子们的议论，摇摇头说：“朕觉得最冤的是蒙恬。”
秦始皇焚书坑儒
秦始皇统一全国后，在政治巩固和经济建设上，遇到了很多问题。早在统一之初，便在分封诸子的问题上发生了一场极为激烈的争论。当时，以丞相王绾为首一党认为，应该将诸子分封在刚刚占领的燕、齐和楚，以此来巩固秦国的统治。但以廷尉李斯为代表的一派认为，春秋战国之所以纷争不断，就是因为西周分封制造成的后果。只有废除陈旧的分封制，才可避免这样的祸乱再重演。秦始皇斟酌一番后，采纳了李斯的意见，在全国实行郡县制。
公元前213年，也就是秦始皇三十四年，秦始皇在咸阳宫举行宫廷大宴。宴会上，仆射周青臣，面谀秦始皇，吹捧他是自上古以来最威德的一位君王。博士淳于越针对周青臣的谀词提出了恢复分封制的主张。他说：“臣闻殷周之王千余岁，封子弟功臣，为自己家辅政。今天，陛下有海内，而子弟却为匹夫，卒有田常和六卿之臣等，没有一个辅助你。到发生事情的时候，怎样相救啊。今青臣又面谀，以重陛下之过，非忠臣。”
秦始皇听后，不动声色，只是让大臣们讨论淳于越说的分封制。丞相李斯首先不同意淳于越的观点，他说三代之争，就是因为儒生们学古而不学今。如不加以禁止，统一就会遭到破坏。为了树立君权的绝对权威，他向秦始皇提出了焚毁古书的三条建议：
1.除《秦纪》、医药、卜筮、农家经典、诸子和其他历史古籍外，一律限期交官府销毁。
2.谈论《诗》和《书》的人一律处死，以古非今的灭族，官吏们发现而不举报，与其同罪。
3.愿意弃古而学今的人，可以以吏为师。
秦始皇听后觉得李斯的建议很在理，有利于自己巩固统治地位，于是批准了李斯的建议。第二天，焚书运动就在全国如火如荼地展开。前后不到30天，秦代以前的很多古典文献，都化为灰烬。
焚书运动后的第二年，又发生了坑儒事件。但坑儒不是焚书的直接继续，而是由于一些方士和儒生的诽谤引起了秦始皇的愤怒。秦始皇在统一全国后，一直想长生不老。方士侯生和卢生等人为了迎合秦始皇，便提出为秦始皇寻找长生不老药。按照秦国当时的法律，承诺不能兑现或所献之药无效验，当事人要被处以死刑。后来，侯生和卢生自知弄不到长生不死药，不但逃之夭夭，而且诽谤秦始皇天性刚愎自用、专横跋扈等等。当时，秦始皇怀疑一些儒生也参与诽谤和诋毁，于是亲自圈定460个儒生活埋于咸阳。这就是历史上所说的坑儒事件。
焚书坑儒所造成的后果极其严重：一是使先秦大批文献古籍被付之一炬，给中国文化造成了不可挽回的损失；二是使春秋末期以来蓬蓬勃勃发展起来的自由精神，遭到了致命打击。最后落了个“竹帛烟销帝业虚，关河空锁祖龙居”的结局。
陈胜、吴广揭竿而起
秦始皇死后，胡亥在赵高和李斯的帮助下夺得皇位。但胡亥即位后不久，国内就爆发了历史上第一次大规模的农民起义。
秦二世元年（公元前209年）七月，征发闾左（秦时贫弱农户居闾之左，富者居右）900人戍守渔阳（今北京密云）。陈胜、吴广都被征调，担任屯长。陈胜又叫陈涉，是阳城（今河南登封东南）人。吴广又叫吴叔，是阳夏（今河南太康县）人。
那时，正逢雨季，他们押粮走到蕲县大泽乡（今安徽宿县西南）时遇上了大雨。大泽乡一带靠近淮河的支流浍河，因地势低洼，大水淹没了道路，没法继续前行。按照秦朝当时的律法，如果误了交粮的期限，就是死路一条。陈胜对大家说：“我们已过了期限，横竖都是死。现在就看怎么死法，逃走是死，起来造反也是死。与其这样等死，还不如去拼杀出一条生路！”吴广认为陈胜说得对，当即便决定和陈胜起兵造反。因为当时的人十分迷信，想要号召众人起来造反，除了假借扶苏的名义外，还得采用一套装神弄鬼的方法来取得众人的信任。
第二天，伙夫从街上买回一条鱼，剖开鱼肚子后惊奇地发现里面有一块绸子，并且绸子上还用朱砂写着“陈胜王”三个字。这件离奇的事很快就在人群中传开，大家听后都觉得这是老天爷的旨意，所以都纷纷起来响应陈胜。
一天，陈胜和吴广带着一帮人，趁着押送他们的军官喝醉酒，故意去要求释放他们回家。喝醉酒的军官一听，打了吴广几鞭子，接着又拔出剑准备杀吴广。这时，全部人一拥而上，陈胜乘机刺死军官。陈胜和吴广杀死军官后，大家都觉得出了一口恶气。陈胜和吴广两人看大家都很齐心，便当即决定起义。
起义军首先攻下了大泽乡，进而攻占蕲县及其他各县。很快，陈胜、吴广在大泽乡起义的消息传布四方，附近穷苦的百姓都扛着锄头、铁耙和扁担等，纷纷赶来加入起义军，起义队伍一下子壮大起来。不久，起义军攻占陈县（今河南淮阳），陈胜在此称王，国号“张楚”，陈县成为起义军的根据地。
为推翻秦王朝，陈胜封吴广为“都尉”，命他率主力西征荥阳（在今河南中部）。但吴广久久攻不下荥阳。于是陈胜又以周文为将军，命他领兵绕过荥阳，直逼关中。周文攻破函谷关后，屯军于戏（今陕西临潼东北）。
秦二世看大军压进，即令少府章邯把修建骊山陵墓的数十万刑徒和奴隶编成军队抵抗农民起义军。同时，他又从边塞调回王离的30万军队，用来保卫都城。周文率领的农民兵虽英勇作战，但毕竟缺乏训练，又孤军深入，所以节节败退。最终，农民军被迫退出函谷关，在曹阳（今河南灵宝东北）驻守待援。
这时，武臣的东路农民军已经在河北打了胜仗，对秦朝官吏恩威并施，接连攻克30多座城池。攻占邯郸后，武臣在张耳、陈余的怂恿下自立为赵王。陈胜为了顾全大局，勉强予以承认，并命他率军西上，支援周文。武臣对此不闻不顾，封陈余为大将军、张耳为丞相，公然割据自立。六国旧贵族趁机纷纷割据称王，韩广称燕王，魏咎为魏王，田儋为齐王。陈胜手下各部义军互不服从，六国旧贵族又转身变成割据者，严重削减了反秦力量，起义军陷入孤立无援而又腹背受敌的境地。曹阳的农民军与势力雄厚的秦军大战了两个月，损失惨重，又孤立无援，终以失败而告终，周文自杀。章邯乘胜猛进，占领了渑池等地。
随着反秦斗争的全面进行，起义军自身的矛盾与弱点也逐渐暴露出来。围攻荥阳的起义军发生内讧，将领田臧因与吴广意见不合，竟假借陈胜之命杀死吴广，自立为将军，以至于军心涣散。章邯乘机率领秦军直扑荥阳，田臧率军迎战章邯，兵败身亡，余部四处溃散。陈胜依旧坐守陈县，章邯率军直奔陈县，在城西与张贺所率农民军展开了激烈的野战，陈胜亲自督战。秦军接连消灭周文、田臧等部，士气昂扬，农民军最终失败，张贺战死，陈县随后也失陷。十二月，陈胜退至下城父（今安徽涡阳东南）被车夫庄贾杀害，余部便投奔了其他的反秦武装。宋留闻讯后，在南阳投降秦军。轰轰烈烈的陈胜、吴广起义历经半年，最终还是在秦王朝的残酷镇压下失败了。
项羽和刘邦
陈胜、吴广起义之后，各地的百姓纷纷响应。农民起义随即像风暴一般，迅速席卷了大半个中国。
在南方会稽郡有一支强大的起义队伍，领导这支队伍的首领是项梁和他的侄儿项羽。项梁是楚国大将项燕的儿子，秦国大将王翦攻灭楚国的时候，项燕兵败自杀，项梁一直想重建楚国。他的侄儿项羽身材魁梧，力大无穷，跟项梁学了很多的本领。
刘邦（公元前256—前195年）
项梁原为下相（今江苏宿迁西南）人，因为与人结仇，躲避到了会稽郡吴中。他文武双全，吴中的年轻人都非常佩服他，将他当做老大哥看待。项梁经常教这些年轻人学习兵法，练习本领。这时，他们听说陈胜起义，觉得是个建功立业的好机会，就杀了会稽郡郡守，占领了会稽郡，几天之后，就组织了一支8000人组成的队伍。因为这支队伍里都是当地的青年，所以称为“子弟兵”。
项梁、项羽带着8000子弟兵渡过长江，攻克广陵（郡名，治所在今江苏扬州），接着又渡过淮河，向北进军。一路上又有各地方的起义队伍来投奔项梁。第二年，刘邦带着一支100多人的队伍，也来投奔项梁。
刘邦是沛县（今江苏沛县）人，在秦朝曾做过亭长（秦朝十里是一亭，亭长是管理十里以内的小官）。有一次，上司要他押送一批民夫到骊山做苦工，在去往骊山的路上，每天总有几个民夫跑掉，刘邦无力阻止。这样下去，到了骊山，刘邦也交不了差。
有一天，他把民夫们叫到一起，对大家说：“你们到骊山去做苦工，累不死也会被打死，就算不死，也不知道什么时候才能返回家乡。我现在放你们走，大家各自去找活路吧。”民夫们非常感激刘邦，当时就有几十个民夫愿意跟着他走。刘邦就带着这些人逃到芒山、砀山（两山在今河南永城县境）躲了起来。
