秦王嬴政于公元前230年至公元前221年，经过10年的兼并战争，统一六国后，建立了我国历史上第一个统一的多民族的封建王朝，建都咸阳，历史上称为秦朝。秦朝实行中央集权的专制统治，皇帝有至高无上的权力；朝廷设立三公九卿等封建官僚群，辅佐皇帝治理国家；地方上实行郡县制，郡县的长官由皇帝直接任免。当时的宁夏全境尽入大秦版图，成为秦朝36郡之一的北地郡的一部分。县一级建制可考者有乌氏、朝那、泾阳（均在今固原地区）、朐衍（在今盐池县境）、富平（今吴忠西南）。
当秦始皇正忙着完成统一大业的时候，北方的匈奴打过来了。匈奴是中国北方的一个古老民族，也称“胡”，战国时活动于燕、赵、秦以北地区。他们过着逐水草迁徙的游牧生活，蓄养马牛骆驼等牲畜。他们吃牛羊肉，喝牛羊马奶，穿羊皮衣，住毡帐篷。匈奴人善于骑射，性格强悍。大约在周朝末期，他们从氏族社会过渡到奴隶制社会。匈奴的首领叫单于。单于经常率领匈奴骑兵南下骚扰，抢掠粮食和财物。战国时期，跟匈奴邻近的燕、赵、秦三国都受过匈奴的骚扰。为了保障自己的安全，阻挡匈奴人南侵，3个国家都在和匈奴交界的北边修筑了又高又厚的长城。
正当中原地区正在进行激烈的兼并统一战争的时候，匈奴趁着燕、赵衰落的机会，一步步地向南侵占过来。他们逐渐占领了黄河河套以南的大片土地，扰乱汉族人民的农业生产活动，甚至把汉族人抓去充当奴隶。秦统一全国后，匈奴所占领的河套地区就像一把尖刀插在秦王朝的背上，成为秦始皇的心腹之患。统一全国的第二年，即公元前220年，为“示强威，服海内”，秦始皇下令在全国修筑驰道，然后巡视郡国。是年，秦始皇先至陇西郡（郡治狄道，今甘肃临洮县），过今兰州之东的陇中，至靖远以北，东行至北地郡，出鸡头山（今宁夏泾源县境内之六盘山），过回中（今陕西陇县西北），回咸阳。此后秦始皇虽曾3次东巡，但都是忙着封禅泰山、刻石颂扬秦的功德和派人求仙寻找不死药等，并没有过多地考虑对付匈奴的事。秦始皇三十二年（公元前215年），始皇帝巡视北边至上郡（今陕西米脂县西北）。受命出海求仙的燕人卢生返回，呈所录鬼神图书，并奏“亡秦者胡也”。据说卢生的本意是暗指秦始皇的小儿子胡亥，始皇帝误将“胡”理解为北方的胡人，即匈奴。究竟“亡秦者胡也”是“胡亥”还是“胡人”，司马迁只在《史记》中留下这么一句“谶（ch éi）语”，让后人去揣测吧。为解除匈奴的威胁，秦始皇决定派大将蒙恬率领30万大军北伐匈奴。
蒙恬（？~前210年），其祖先是齐国人。祖父蒙骜自齐入秦，任职于秦昭襄王在位期间，官至上卿，后为秦将，有战功。父蒙武，弟蒙毅，皆为名将，颇有军功。蒙恬曾学狱法，为狱官。秦始皇二十六年（公元前221年），被拜为秦将，奉命攻齐，大破齐军，拜为内史。三十二年至三十三年，蒙恬带领30万大军在北方击败了匈奴，一举收复“河南地”。河南地系秦汉时期区域性地名，即黄河河套以南地区，包括今宁夏平原。唐张守节《史记正义》释“河南地”：“今灵、夏、胜等州。”蒙恬此役，将包括今内蒙古伊克昭盟、巴彦淖尔盟、宁夏中北部、陕西榆林地区尽入秦版图，得肥沃之地约350公里，号“新秦中”。对新秦中的解释，《史记正义》引服虔云“地名，在北地（郡），广六七百里，长安北，朔方南。”因地新得，与故秦地相接，所以称新秦中。蒙恬收复河南地后，又沿河筑寨据守，设置44县城（或作34县城）。随后，秦始皇下令，将犯了罪的百姓发配到这一带屯垦戍守，还迁移3万户于此，以充实新置县域。
为了加强北地郡地区对匈奴的防务，秦在今宁夏陶乐县城西南设置军事要塞———塞外浑怀障，为浑怀都尉治所，置浑怀都尉一员；在今宁夏吴忠市西南境至青铜峡市峡口一带，设置军事要塞———神泉障，置北部都尉一员，驻富平县城。浑怀都尉和北部都尉都是驻防当地的军事长官，其级别比将军略低。另外，秦又在北地郡乌氏县境内设瓦亭关（今固原市南），在朝那县境内设萧关（约在今固原东南、三关口以北）。在关障处驻军防守，再加上修缮一番的原战国秦长城，在宁夏地区形成了秦朝北拒匈奴的巍巍屏障。蒙恬御边10余载“，威震匈奴”，使其不敢南下而牧马。秦始皇死后，为秦二世胡亥所迫，服毒自杀。
