。城墙高五丈，宽三丈，上面可以跑马，士兵们可以在上面来回巡逻。每隔三里，筑一座烽燧，烽燧高十丈，上面有士兵值守，一旦发现匈奴来犯，白天就烧狼粪，冒出的烟又黑又直，能飘出几十里；晚上就点火，火光通红，能照出很远，烽燧之间依次传递信息，军情一日之内便可从辽东传到咸阳。
每隔十里，筑一座障城，障城呈方形，周长三里，有四门，里面可以驻兵千人，储存粮草和兵器，作为局部防御的中心。每隔百里，筑一座屯兵堡，屯兵堡比障城大得多，周长十里，里面可以驻兵万人，还有专门的练兵场和粮仓，是区域性的防御重镇。蒙恬还在长城沿线设置了关隘，比如雁门关、居庸关，这些关隘都建在两山之间，地势险要，一夫当关，万夫莫开。
除了长城，蒙恬还主持修建了一条重要的道路——秦直道。这秦直道从九原郡出发，直达咸阳，全长一千八百里，最宽处宽六十步（约合八十米），是当时世界上最宽、最长的“高速公路”。修直道时，蒙恬让人把路面挖下去三尺，然后铺上一层碎石，再铺上一层黄土，用夯土锤层层夯实，这样的路面，下雨天不积水，马车走在上面又快又稳，骑兵飞驰起来也不会陷进泥里。
有一回，始皇帝派使者去九原郡传达旨意，走的就是秦直道。使者早上从咸阳出发，晚上就到了上郡，第三天一早就到了九原郡，比以前走小路快了整整十天。使者回来后，把秦直道的情况告诉了嬴政，嬴政龙颜大悦，称赞蒙恬“功在当代，利在千秋”，还赏赐了蒙恬许多金银绸缎。
长城修好后，蒙恬又命人在长城沿线种植榆树。这榆树长得快，枝叶茂密，既能阻挡匈奴骑兵的冲击，又能为士兵和民夫提供阴凉，还能作为薪柴使用。当地的百姓见榆树成林，长城坚固，再也不怕匈奴劫掠，都感念蒙恬的好处，编了一首歌谣传唱：“蒙将军，筑长城，挡匈奴，保太平；种榆树，固边疆，民安乐，国富强。”
蒙恬在北方守边十余年，匈奴始终不敢南下，北疆一片太平。他的弟弟蒙毅也在朝中做官，官至上卿，深受嬴政信任，蒙氏兄弟一内一外，权倾朝野，成为大秦最有权势的家族之一。可谁也没想到，一场灭顶之灾，正在悄然逼近。
秦始皇三十七年，嬴政东巡，一来是为了震慑地方，二来也想找找长生不老药。随行的有丞相李斯、中车府令赵高，还有少子胡亥。
没想到，东巡到沙丘时，嬴政突然病重，卧床不起，连话都说不出来了。他知道自己时日无多，便召赵高到床前，让赵高拟诏，命长子扶苏速回咸阳，主持丧事，继承皇位。赵高不敢怠慢，赶紧写下诏书，盖上嬴政的玉玺，可还没来得及派人送出去，嬴政就驾崩了。
赵高看着嬴政的尸体，心里打起了算盘。他做过胡亥的老师，教胡亥读书写字，两人关系十分密切。赵高心想：若是扶苏继位，扶苏一向正直，又与蒙恬交好，蒙恬兄弟必定会受到重用，到时候自己恐怕没有好下场；可若是胡亥继位，胡亥昏庸无能，容易控制，自己就能趁机掌权，甚至可以操纵朝政。
于是，赵高找到胡亥，劝他夺取皇位。胡亥起初还不敢，说：“父皇有遗诏，让大哥继位，我怎么能违背父皇的旨意呢？”赵高道：“公子，您想想，‘顾小而忘大，后必有害；狐疑犹豫，后必有悔’。如今天下大权，全在你我和李丞相手中，只要咱们三人联手，就能立您为帝。若是错过了这个机会，等扶苏回来，您别说当皇帝，恐怕连性命都保不住！”胡亥本就有野心，被赵高这么一说，顿时心动，便让赵高去说服李斯。
赵高找到李斯，开门见山地道：“李丞相，始皇帝驾崩，遗诏立扶苏为帝，此事只有你我知道。你想想，扶苏继位后，会继续用你当丞相吗？扶苏与蒙恬亲如兄弟，蒙恬战功赫赫，又是将门之后，威望比你高，功劳比你大，到时候丞相之