公元前239年，呂不韋不甘心放棄自己的權力，采取種種手段，力圖保住自己的地位。同樣，富有謀略的嬴政也不甘心聽任呂不韋的擺布，他們之間展開了激烈的鬥爭。公元前238年，嬴政下令發兵鎮壓叛亂，並借機免除了呂不韋的相國職位。同年，秦王嬴政加冠親政，獨掌大權，年僅22歲。
秦王嬴政安定了國內形勢之後，開始進行統壹六國的準備。他用賄賂、離間等手段，用張儀的“連橫”之計，破壞了六國合縱計謀，為橫掃天下作好了準備。從公元前230年滅韓，到公元前221年滅齊，嬴政用了10年時間，掃滅六國，壹統天下。
秦始皇結束了長期的封建割據局面，建立了中國歷史上第壹個多民族的中央集權的封建國家——秦。
秦始皇在中央設立了以三公九卿為主體的官僚行政機構；地方上實行郡縣制，把全國分為36個郡，由中央直接管轄。
為了促進地區之間的經濟文化交流，便於中央管理，秦始皇首先采取“書同文，車同軌”的措施。他通令全國上下，壹律使用標準文字小篆或隸書。他還下令編寫識字課本，在全國範圍內推行。秦始皇又統壹規定車軌壹律為六尺寬，這樣，車輛就可以在全國各地通行無礙了。秦始皇建立了四通八達的陸路交通網，並且連接了長江水系和珠江水系。秦始皇還統壹了貨幣和度量衡，規定全國統壹使用兩種貨幣，壹種是黃金鑄造的上幣，重20兩；另壹種是銅鑄的下幣——圓形方孔錢，半兩壹枚。他還頒布詔書，廢除六國舊制，把商鞅變法時訂立的秦國度量衡標準推向全國。
中原地區穩定以後，秦始皇又著手鞏固北部和南部的邊防。公元前215年，秦始皇派蒙恬統兵北擊匈奴，收復了河套地區。隨後，秦始皇還把秦、趙、燕三國修築的長城連接起來，建成了西起臨洮，東至遼東的萬裏長城。
在南方，秦始皇征服了百越，設立了會稽郡。公元前214年，又發兵攻占南越，設立桂林、象、南海三郡，從中原移民50萬前去駐守，中原的先進文化和生產技術亦由此傳播到南方，大大推動了南方經濟文化的發展。
秦始皇是壹個卓越的政治家，對歷史的發展作出了巨大的貢獻，堪稱千古壹帝。但是，在他12年的統治中，他狂妄自大、專制暴虐、窮奢極欲，施行嚴刑苛法，租役繁重、大興土木、常年用兵，這給人民帶來了深重的苦難。公元前213年焚書坑儒還嚴重地摧殘了中國的文化。
公元前210年7月，秦始皇病逝於沙丘平臺（今河北巨鹿境內），終年50歲。