公元前249年，在吕不韦的帮助下，异人回国后当上了太子，继承了王位，他就是庄襄王。公元前247年，异人因病不治而亡，年仅13岁的太子嬴政顺理成章地成为秦王。吕不韦被尊为相国，主持朝政。大权落入太后赵姬和吕不韦手中。
公元前239年，吕不韦不甘心放弃自己的权力，采取种种手段，力图保住自己的地位。同样，富有谋略的嬴政也不甘心听任吕不韦的摆布，他们之间展开了激烈的斗争。公元前238年，嬴政下令发兵镇压叛乱，并借机免除了吕不韦的相国职位。同年，秦王嬴政加冠亲政，独掌大权，年仅22岁。
秦王嬴政安定了国内形势之后，开始进行统一六国的准备。他用贿赂、离间等手段，用张仪的“连横”之计，破坏了六国合纵计谋，为横扫天下作好了准备。从公元前230年灭韩，到公元前221年灭齐，嬴政用了10年时间，扫灭六国，一统天下。
秦始皇结束了长期的封建割据局面，建立了中国历史上第一个多民族的中央集权的封建国家——秦。
秦始皇在中央设立了以三公九卿为主体的官僚行政机构；地方上实行郡县制，把全国分为36个郡，由中央直接管辖。
为了促进地区之间的经济文化交流，便于中央管理，秦始皇首先采取“书同文，车同轨”的措施。他通令全国上下，一律使用标准文字小篆或隶书。他还下令编写识字课本，在全国范围内推行。秦始皇又统一规定车轨一律为六尺宽，这样，车辆就可以在全国各地通行无碍了。秦始皇建立了四通八达的陆路交通网，并且连接了长江水系和珠江水系。秦始皇还统一了货币和度量衡，规定全国统一使用两种货币，一种是黄金铸造的上币，重20两；另一种是铜铸的下币——圆形方孔钱，半两一枚。他还颁布诏书，废除六国旧制，把商鞅变法时订立的秦国度量衡标准推向全国。
中原地区稳定以后，秦始皇又着手巩固北部和南部的边防。公元前215年，秦始皇派蒙恬统兵北击匈奴，收复了河套地区。随后，秦始皇还把秦、赵、燕三国修筑的长城连接起来，建成了西起临洮，东至辽东的万里长城。
在南方，秦始皇征服了百越，设立了会稽郡。公元前214年，又发兵攻占南越，设立桂林、象、南海三郡，从中原移民50万前去驻守，中原的先进文化和生产技术亦由此传播到南方，大大推动了南方经济文化的发展。
秦始皇是一个卓越的政治家，对历史的发展作出了巨大的贡献，堪称千古一帝。但是，在他12年的统治中，他狂妄自大、专制暴虐、穷奢极欲，施行严刑苛法，租役繁重、大兴土木、常年用兵，这给人民带来了深重的苦难。公元前213年焚书坑儒还严重地摧残了中国的文化。
公元前210年7月，秦始皇病逝于沙丘平台（今河北巨鹿境内），终年50岁。