秦始皇帝派蒙恬出兵北方之後，心裡才覺得釋然多了。一日他正在咸陽宮處理事務，忽然從南方傳來了緊急軍情。原來在遙遠的南方，還有另一位將軍任囂，他正率領十萬軍隊征討百越。百越又稱百粵。他們的活動範圍大致在江淮以南的廣大地區，由原始部族組成。住在吳越一帶的稱為甌越；閩中一帶的稱閩越；嶺南的稱南越；最西的稱雒越。這些異族人很早就和中原人有交往，早在三王五帝之時，就臣服於中原王權。據史書記載：商王與周王時期，嶺南各族人就向王室進貢珠璣、玳瑁、象牙、文犀、翡翠等。《詩經》上也說：‘於疆於來，至於南海’。任囂率領秦軍攻佔閩越後，在東冶成立閩中郡。他們繼而又攻伐南越。可是就在與南越作戰的時候，秦軍遭遇了一次偷襲，傷亡慘重。任囂將軍就只好派人向咸陽告急。
皇帝得知情況就再次召集群臣商議，他對大家說：“任囂將軍奉命南征百越，今在龍川受阻，你們說說應該怎麼辦？”群臣都不敢枉議，只是一起看着國尉大人。始皇就不高興地說：“以前和諸位商議事情，個個都是勇獻計謀？現在天下都統一了，可區區南越，蠻夷之鄉，紋身之地，難道比楚人還厲害嗎？其將領比項燕如何？”尉繚見皇帝動怒，就只好站出來回答：“南越之人雖然沒有想象中的那麼難以對付，但他們所處的地方地形複雜，再加上氣候多變，處處不是蟲蛇橫行，就是瘴氣瀰漫。在這樣的條件下，我軍曠日持久地作戰，再加上糧草不能按時送到，戰事自然就不利於我軍了。不過‘螳娘之怒，安能以臂當車軼。’秦統天下，其勢如破竹。若陛下再派一員大將，將兵南下，百粵自然可以平定了！”
皇帝聞言大喜，道：“卿言甚合朕意。朕聽說那裡的將士，枕戈待黎明，鎧甲生蟣虱。他們艱苦卓絕，為國死戰，真是我秦國好男兒！朕意已決，再調軍十萬增援任將軍。你們誰願領兵南下？”忽見二人挺身而出，齊聲道：“我二人願往。”原來是將軍趙佗和都尉屠睢。皇帝大喜道：“二位將軍勇氣可嘉！不過南方道路崎嶇，水路縱橫。朕問你們，準備如何進兵啊？”趙佗道：“陛下，我們到達荊、楚之後，在那裡徵集一支民工，先開闢道路，然後再發起進攻。”皇帝道：“大軍南下，道路崎嶇，湖泊縱橫，朕派一位水利專家做你們的監軍，遇事多跟他商議。”二將連聲稱是。始皇帝就令都水丞史祿隨軍前往。
三人領軍來到長沙郡的郡府臨湘，將兵馬屯住。史祿道：“我軍所慮者就是道路不通，糧草接濟不上，應該儘快徵集民工開鑿道路。”趙佗和屠睢就負責招募壯丁，就召集了三十萬民工。秦國規定：凡入贅人家的女婿及作買賣的小商小販，統統看作是賤奴，不得與一般的平民對待。所以強征他們服徭役，與罪犯同列。史祿就考察進兵的路線，他先來到零陵，仔細地查勘地形，認為湘江和離江上游距離較短，水位的落差不是很大，應該開鑿一條人工運河，就可以解決糧草和物資的運輸問題了。大家商議好後，就兵分三路，每路還帶着開路的民工：左路由趙佗率領，從廬陵、南野南下；史祿為右路，從零陵出發，沿離水順流而下；屠雎取道耒陽，沿湟水進攻五嶺。他又聯絡任囂將軍，從龍川向博羅進兵。秦國四路大軍，連同鑿山開路的役夫，總人數有五十萬，就向嶺南發起了大進軍。五個月後，各路兵馬都打進了南越之地。秦軍就佔領了南越人的王城——番禺，也就是今天的廣州市。
這時候皇帝也批准了史祿要開鑿人工運河的請求。史祿就和他的助手一齊率領大量的民工，來到湘水和離水最近的地方挖掘河渠，修建人工運河。三年後，這條著名的人工運河就開鑿出來了，它全長三十公里，成為水上交通的要道，也成了造福百代的著名工程。唐朝時改名為靈渠。
與此同時，在廣漠無垠的北部邊疆，蒙恬將軍也正在醞釀著一場大規模的反擊匈奴的戰爭。他在多半年的時間裡，做了很多準備：只讓軍士們整天吃飽喝足了比武射箭，玩摔跤。秦軍用的一種足弩射程非常遠，將領們讓軍士每天練習射。他們從一個地方射到另一個地方，這個地方的軍士又將箭鏃原射回去。就這樣來來回回地重複練習，誰射的遠就獎勵多吃酒，將士們個個樂得屁顛屁顛的。蒙恬又暗中派軍士扮成百姓的模樣，混到匈奴人的內部，幫助他們運送物資，察看地形，還有駐軍的地點。頭曼單于多次向蒙恬挑戰，蒙恬拒不出戰。頭曼就認為秦軍膽怯。時間長了，他們就逐漸地放鬆了警惕。可是蒙恬這時對敵人的一切都已經了如指掌了。
有一天，蒙恬忽然宴請將士，高舉酒杯，豪情滿懷地道：“將士們，我讓你們整天吃酒有多長時間了？”大家回答：“大概有半年的時間了啊。”蒙恬道：“我們吃着皇糧，也得為國家幹事吧？”將士們都道：“我們全身都是力氣，就是無處可使啊。”蒙恬就斬釘截鐵道：“擊敗匈奴就在今日！頭曼單于有三十萬騎兵，你們既然有的是力氣，就應該全部消滅他們，願意為國立功嗎？”將士們一聽要打仗了，個個高興得跳了起來，大家就摩拳擦掌，都表示要和匈奴人一決雌雄。蒙恬非常高興，就對王離下令道：“王將軍，你即刻率領五萬精騎，星夜趕到大河渡，先燒毀匈奴人的渡船，截斷頭曼的歸路，我隨後盡起大軍去攻長城，殺向匈奴的大營。頭曼一定不會想到我們要進攻他們，他們必然要吃敗仗。頭曼戰敗後，一定會向大河渡潰敗，到時你我就將敵人圍堵在大河邊上，全部殲滅！”王離聽了蒙恬的用兵方略，心想這簡直就是從祖父那裡學來的，就慨然接受了命令，連夜率兵向大河渡奔去。
頭曼在長城以北的大營中，每天派人探聽秦軍的消息。這些天來，突然得到報告，說秦軍大營的旗幟減少了。頭曼就高興地說：“這是蒙恬把秦軍調回去了，看來他們不久就要撤兵了。哈哈哈！”這天夜裡，頭曼吃醉了酒，正在大睡，忽然有人進來報告：“大王，我們突然看見後營起火啦！”頭曼單于就問何處起火了。軍士回答：“好像是囤糧的那個地方。”頭曼大怒，就氣沖沖地出來察看，只見幾十處糧倉全都起火，並且火勢越來越旺。頭曼見此，狂怒地大叫：“這是怎麼回事？”有人報告：“這一定是有人故意放的火！”頭曼吼道：“你們快去滅火！寡人要把看守的人立即斬首！”話音剛落，只聽見頭頂上有‘嗖嗖’的聲音傳來。頭曼單于抬頭一看，只見天空中的火箭如同煙花一般，一齊射向了他的大營。瞬間工夫，匈奴人的營地上就全部起火了。頭曼大驚失色，急忙率領大小將士立即登城。這一看不要緊，竟然嚇得頭曼像是中風了，原來秦軍在數十里長的戰線上舉着火把，鋪天蓋地般的殺了過來，喊殺聲簡直是驚天動地。頭曼終於明白了：秦軍原來發起了全面進攻。頭曼於是下令倉皇應戰。