秦国大规模地进行搜索，驱逐在秦国做官的别国人。李斯上书劝说，秦王才废止了逐客令。李斯借机劝说秦王，建议首先攻取韩国，以此来恐吓其它国家，于是秦王派李斯去降服韩国。韩王为此而担忧，就跟韩非谋划削弱秦国。大梁人尉缭来到秦国，劝说秦王道：“凭着秦国这样强大，诸侯就象郡县的首脑，我只担心山东各国合纵，联合起来进行出其不意的袭击，这就是从前智伯、夫差、湣（ｍǐｎ，敏）王所以灭亡的原因所在。希望大王不要吝惜财物，给各国权贵大臣送礼，利用他们打乱诸侯的计划，这样只不过损失三十万金，而诸侯就可以完全消灭了。”秦王听从了他的计谋，会见缭时以平等的礼节相待，衣服饮食也与尉缭一样。尉缭说：“秦王这个人，高鼻梁，大眼睛，老鹰的胸脯，豺狼的声音，缺乏仁德，而有虎狼之心，穷困的时候容易对人谦下，得志的时候也会轻易地吃人。我是个平民，然而他见到我总是那样谦下。如果秦王夺取天下的心愿得以实现，天下的人就都成为奴隶了。我不能跟他长久交往。”于是逃走，秦王发觉，坚决劝止，让他当秦国的最高军事长官，始终采用了他的计谋。李斯执掌国政。
十一年（前236），主将王翦、次将桓齮、末将杨端和三军并为一军去攻打邺邑，没有攻下，先夺取了九座城邑。王翦就另外去攻打阏（è，恶）与、橑（ｌｉáｏ，辽）杨，留下王橑继续攻打邺邑。
王翦统率军队十八天，让军中年俸禄不满百石的小官回家，十人中挑选二人留在军队。桓齮夺取了邺城，王翦又命令他率兵去攻打栎阳，自己攻打阏与，都攻了下来。十二年（前235），文信侯吕不韦死去，被其宾客偷偷安葬在洛阳北芒山。对于他的家臣参加哭吊的，如是晋国人，就赶出国境；如是秦国人，俸禄在六百石以上的官剥夺其爵位，迁到房陵；俸禄在五百石以下而未参与哭吊的，也迁到房陵，但不剥夺爵位。从此以后，掌管国事不遵循正道象嫪毐、吕不韦这样的，，就登记没收他的家人充作奴隶，不得做官，全部照此办理。秋天，免除迁居蜀郡的嫪毐家臣的赋税徭役。这时，全国大旱，从六月起，直到八月才下了雨。
十三年（前234），桓齮攻打赵国平阳邑，杀了赵将扈（ｈù，护）辄，斩首十万人。秦王到河南去。正月，彗星出现在东方。十月，桓齮攻打赵国。十四年（前233），在平阳攻击赵军，攻占了宜安，打败了赵国军队，杀死了赵国的将军。桓齮平定了平阳、武城。韩非出使到秦国，秦国采纳了李斯的计谋，扣留了韩非，韩非死在云阳。韩王请求向秦称臣。
十五年（前232），秦国大举出兵，一路到达邺县，一路到达太原，攻占了狼孟。这一年发生了地震。十六年（前231）九月，派军队去接收原韩国南阳一带土地，任命腾为代理南阳太守。开始命令男子登记年龄，以便征发兵卒、徭役。魏国向秦国献地。秦国设置丽邑。十七年（前230），内史腾去攻打韩国，擒获了韩王安，收缴了他的全部土地。把那个地方设置为郡。命名为颍川郡。又发生了地震。华阳太后去世。人民遭遇到大饥荒。
十八年（前229），秦大举兴兵攻赵，王翦统率上地的军队，攻占了井陉。杨端和率领河内的军队，羌瘣（ｈｕì，会）攻打赵国，杨端和包围了邯郸城。十九年（前228），王翦、羌瘣全部平定打下了赵国的东阳，俘获赵王。他们又想率兵攻打燕国，驻扎在中山。秦王到邯郸去，找到当初与秦王生在赵国时的母家有仇的那些人，把他们全部活埋了。秦王返回，经由太原、上郡回到都城。秦始皇的母太后去世。赵公子嘉率领他的宗族几百人到代地，自立为代王，向东与燕国的军队会合，驻扎在上谷郡。这年发生大饥荒。
二十年（前227），燕太子丹担心秦国军队打到燕国来，十分恐慌，派荆轲去刺杀秦王。秦王发现了，处荆轲以肢解之刑来示众，然后就派遣王翦、辛胜去攻打燕国。燕国、代国发兵迎击秦军，秦军在易水西边击溃了燕军。二十一年（前226），王贲（ｂēｎ，奔）去攻打楚国。秦王增派援兵到王翦军队中去，终于打败燕太子的军队，攻占了燕国的蓟城，拿到了燕太子丹的首级。燕王向东收取了辽东郡的地盘，在那里称王。王翦推说有病，告老还乡。新郑造反。昌平君被迁谪到郢城。这一年下了大雪，雪厚二尺五寸。
二十二年（前225），王贲去攻打魏国，引汴河的水灌大梁城，大梁城墙塌坏，魏王假请求投降，秦军取得了魏国的全部土地。
二十三年（前224），秦王再次诏令征召王翦，强行起用他，派他去攻打楚国。攻占了陈县往南直到平舆县的土地，俘虏了楚王。秦王巡游来到郢都和陈县。楚将项燕拥立昌平君做了楚王，在淮河以南反秦。二十四年（前223），王翦、蒙武去攻打楚国，打败楚军，昌平君死，项燕于是也就自杀了。
二十五年（前222），大规模举兵，派王贲为将领，攻打燕国的辽东郡，俘获燕王姬喜。回来时又进攻代国，俘虏了代王赵嘉。王翦于是平定了楚国的长江以南一带，降服了越族的首领，设置了会稽郡。五月，秦国为庆祝灭掉五国而下令特许天下聚饮。
二十六年（前221），齐王田建和他的相国后胜派军队防守齐国西部边境，断绝和秦国的来往。秦王派将军王贲经由燕国往南进攻齐国，俘获了齐王田建。
秦国刚统一天下，命令丞相、御史说：“从前韩王交出土地献上印玺，请求做守卫边境的臣子，不久又背弃誓约，与赵国、魏国联合反叛秦国，所以派兵去讨伐他们，俘虏了韩国的国王。我认为这很好，因为这样或许就可以停止战争了。赵王派他的相国李牧来订立盟约，所以归还了他们抵押在这里的质子。不久他们就违背了盟约，在太原反抗我们，所以派兵去讨伐他们，俘获了赵国的国王。赵公子嘉竟然自立为代王，所以就派兵去灭了赵国。魏王起初已约定归服于秦，不久却与韩国、赵国合谋袭击秦国，秦国官兵前去讨伐，终于打败了他们。楚王献出青阳以西的地盘，不久也背弃誓约，袭击我南郡，所以派兵去讨伐，俘获了楚国的国王，终于平定了楚地。燕王昏乱糊涂，他的太子丹竟然暗中派荆轲来做刺客，秦国官兵前去讨伐，灭掉了他的国家。齐王采用后胜的计策，继绝了与秦国的使臣来往，想要作乱，秦国官兵前去讨伐，俘虏了齐国国王，平定了齐地。我凭着这个渺小之身，兴兵诛讨暴乱，靠的是祖宗的神灵，六国国王都依他们的罪过受到了应有的惩罚，天下安定了。现在如果不更改名号，就无法显扬我的功业，传给后代。请商议帝号。”丞相王绾（ｗǎｎ，碗）、御史大夫冯劫、廷尉李斯等都说：“从前五帝的土地纵横各千里，外面还划分有侯服、夷服等地区，诸侯有的朝见，有的不朝见，天子不能控制，现在您兴正义之师，讨伐四方残贼之人，平定了天下，在全国设置郡县，法令归于一统，这是亘古不曾有，五帝也比不上的。我们恭谨地跟博士们商议说：‘古代有天皇、有地皇、有泰皇，泰皇最尊贵。’我们这些臣子冒死罪献上尊号，王称为‘泰皇’。发教令称为‘制书’，下命令称为‘诏书’，天子自称为‘朕’。秦王说：“去掉‘泰’字，留下‘皇’字，采用上古‘帝’的位号，称为‘皇帝’，其它就按你们议论的办。”于是下令说：“可以”。追尊庄襄王为太上皇。又下令说：“我听说上古有号而没有谥，中古有号，死后根据生前品行事迹给个谥号。这样做，就是儿子议论父亲，臣子议论君主了，非常没有意义，我不取这种做法。从今以后，废除谥法。我就叫做始皇帝，后代就从我这儿开始，称二世、三世直到万世，永远相传，没有穷尽。”
秦始皇按照水、火、木、金、土五行相生相克、终始循环的原理进行推求，认为周朝占有火德的属性，秦朝要取代周朝，就必须取周朝的火德所抵不过的水德。现在是水德开始之年，为顺天意，要更改一年的开始。群臣朝见拜贺都在十月初一这一天。衣服、符节和旗帜的装饰，都崇尚黑色。因为水德属阴，而《易》卦中表示阴的符号阴爻（ｙáｏ，遥）叫做“元”，就把数目以十为终极改成以六为终极，所以符节和御史所戴的法冠都规定为六寸，车宽为六尺，六尺为一步，一辆车驾六医马。把黄河改名为“德水”，以此来表示水德的开始。刚毅严厉，一切事情都依法律决定，刻薄而不讲仁爱、恩惠、和善、情义，这样才符合五德中水主阴的命数。于是把法令搞得极为严酷，犯了法久久不能得到宽赦。
丞相王绾等进言说：“诸侯刚刚被打败，燕国、齐国、楚国地处偏远，不给它们设王，就无法镇抚那里。请封立各位皇子为王，希望皇上恩准。”始皇把这个建议下交给群臣商议，群臣都认为这样做有利。廷尉李斯发表意见说：“周文王、周武王分封子弟和同姓亲属很多，可是他们的后代逐渐疏远了，互相攻击，就像仇人一样，诸侯之间彼此征战，周天子也无法阻止。现在天下靠您的神灵之威获得统一，都划分成了郡县，对于皇子功臣，用公家的赋税重重赏赐，这样就很容易控制了。要让天下人没有邪异之心，这才是使天下安宁的好办法啊。设置诸侯没有好处。”始皇说：“以前，天下人都苦于连年战争无止无休，就是因为有那些诸侯王。现在我依仗祖宗的神灵，天下刚刚安定如果又设立诸侯国，这等于是又挑起战争想要求得安宁太平，岂不困难吗？廷尉说得对。”
于是把天下分为三十六郡。每郡都设置守、尉、监。改称人民所做“黔首”。下令全国特许聚饮以表示欢庆。收集天下的兵器，聚集到咸阳，熔化之后铸成大钟，十二个铜人，每个重达十二万斤，放置在宫廷里。统一法令和度量衡标准。统一车辆两轮间的宽度。书写使用统一的隶书。领土东到大海和朝鲜，西到临洮、羌中，南到北向户，往北据守黄河作为要寒。沿着阴山往东一直到达辽东郡。迁徙天下富豪人家十二万户到咸阳居住。诸如祖庙及章台宫、上林苑都在渭水南岸。秦国每灭掉一个诸侯，都按照该国宫室的样子，在咸阳北面的山坡上进行仿造，南边濒临渭水，从雍门往东直到泾、渭二水交会处，殿屋之间有天桥和环行长廊互相连接起来。从诸侯那里虏得的美人和钟鼓乐器之类，都放到那里面。
二十七年（前220），秦始皇去巡视陇西、北地，穿过鸡头山，路经回中。于是在渭水南面建造信宫。不久，又把信宫改名叫极庙，以象征处于天极的北极星。从极庙开通道路直达郦山，又修建了甘泉前殿。修造两旁筑墙的甬道，从咸阳一直连接到骊山。这一年，普遍赐给爵位一级。修筑供皇帝巡行用的通向全国各地的驰道。
二十八年（前219），始皇到东方去巡视郡县，登上邹县峄（ｙì，译）山。在山上立了石碑，又跟鲁地儒生们商议，想刻石以颂扬秦之德业，商议在泰山祭天、在梁父山祭地和遥祭名山大川的事情。于是登上泰山，树立石碑，筑起土坛，举行祭天盛典。下山时，突然风雨大作，始皇歇息在一颗树下，因此赐封那颗树为“五大夫”，接着在梁父山举行祭地典礼，在石碑上镌刻碑文。碑文是：
皇帝登基即位，创立昌明法度，臣下端正谨慎。就在二十六年（前222），天下归于一统，四方无不归顺。亲自巡视远方，登临这座泰山，东方一览极尽。随臣思念伟绩，推溯事业本源，敬赞功德无限。治世之道实施，诸种产业得宜，一切法则大振，大义清明美善，传于后代子孙，永世承继不变。皇帝圣明通达，既已平定天下，毫不懈怠国政。每日早起晚睡，建设长远利益，专心教化兴盛。训民皆以常道，远近通达平治，圣意人人尊奉。贵贱清楚分明，男女依礼有别，供职个个虔敬。光明通照内外，处处清净安泰，后世永续德政。教化所及无穷，定要遵从遗诏，重大告诫永世遵奉。
于是就沿着渤海岸往东走，途经黄县、腄县，攀上成山的顶峰，又登上之罘（ｆú，浮）山，树立石碑歌颂秦之功德，然后离去。
又往南走登上了琅邪山，十分高兴，在那里停留了三个月。于是迁来百姓三万户到琅邪台下居住，免除他们十二年的赋税徭役。修筑琅邪台。立石刻字，歌颂秦之功德，表明自己因如愿以偿而感到满意的心情。碑文说：
二十八年（前219），皇帝刚刚登基。端正一切法度，整治万物纲纪。彰明人事之宜，提倡子孝父慈。皇帝圣智仁义，宣明各种道理。亲临东土安抚，慰劳视察兵士。大事业已完毕，巡行滨海之地。皇帝伟大功绩，操劳根本大事。实行重农抑商，为使百姓富裕。普天之下同心，顺从皇帝意志。统一器物度量，统一书写文字。日月照耀之处，车船所到之地，无不遵奉王命，人人得志满意。顺应四时行事，自有大秦皇帝。整顿恶劣习俗，跋山涉水千里。怜惜黎民百姓，日夜不肯歇息。除疑惑定法律，无人不守法纪。地方长官分职，各级官署 治理，举措必求得当，无不公平整齐。皇帝如此圣明，亲自视察四方。无论尊卑贵贱，不越等级规章。奸邪一律不容，务求忠贞贤良。事情不分大小，竭力不倦争强。无论远处近处，只求严肃端庄。正直敦厚忠诚，事业才能久长。皇帝大恩大德，四方均得安抚。诛除祸乱灾害。为国谋利造福。劳役不误农时，百业繁荣富足。黎民安居乐业，不再用兵动武。六亲终得相保，盗寇从此尽除。欢欣接受教化，法规都能记住。天地四方之内，尽是皇帝之土。西边越过沙漠，南边到达北户。东边到达东海，北边越过大夏。人迹所到之处，无不称臣归服。功高盖过五帝，恩泽遍及马牛。无人不受其德，家家安宁和睦。
秦王兼有天下，建立名号称做皇帝，亲临东土安抚百姓，到达琅邪。列侯武成侯王离、列侯通武侯王贲、伦侯建成侯赵亥、伦侯昌武侯成、伦侯武信侯冯毋择、丞相隗（ｋ�