公元前221年，秦王嬴政灭六国，建立秦朝，实行郡县制，全国置三十六郡。与此同时，阴山西部狼山北麓的匈奴已对秦造成威胁。公元前215年，秦始皇派大将蒙恬率兵30万北击匈奴，“略取河南地”，即今内蒙古鄂尔多斯市北部沿黄河一带及巴彦淖尔市河套地区，并下令拆毁了齐、楚、魏、赵、燕等诸侯国互防的内地长城。同时对战国秦、赵、燕北边长城进行大规模的修葺、连接和新筑，使之连贯为一体，形成西起临洮、北傍阴山、东达辽东的万里长城。

　　据《内蒙古长城史话》载，秦长城从临洮至固原，从固原地区由北向西越过黄河，沿贺兰山北上，从宁夏进入内蒙古阿拉善左旗，复由阿拉善左旗东北行，到达乌拉特后旗，然后延伸到狼山。由狼山东尽处插入阴山北麓，沿大青山北麓东进，经武川县的大白彦山向东南折入大青山里，沿着红山口东侧出去，与大青山南麓的赵长城连接。

　　又据《内蒙古通史》载，秦长城从呼和浩特北郊至卓资县北部，又沿辉腾梁山南麓折向东南，经卓资县南部山区、丰镇市北部、察右前旗南部、兴和县南部，再东行入河北省。

　　秦长城自赤峰市松山区东行，经安庆沟跨越老哈河冲积地带，入敖汉旗东行至荷也村东入奈曼旗，沿牤牛河东岸丘陵地带东进库伦旗境，由西南入辽宁省阜新市八家子村。

　　长城不是一道孤立的墙，是以墙为主体，与大量的城、障、亭、燧构成军事防御体系。在乌兰察布市境内认定为秦长城的有岱海至黄旗海一段，长约13公里，沿线有障城7座、烽燧5座。秦长城保存较好的地段，高度2.5米，上宽2米，建筑时采用了版筑工艺，即用木板立在两侧做围挡，中间填黄土夯筑而成，相当厚实坚固。夯层每层厚度5-10厘米，几千年过去了，夯层还很清晰。在长城遗址旁可见到长城导流雨水的筒形陶瓦，长70厘米左右。陶瓦边有用来相互串联的穿孔，瓦上有缰纹。用半圆形陶瓦护墙，用陶瓦筒导水，都是秦长城的重要建筑特征，汉或明修长城未发现使用这种导流雨水的陶瓦筒。

　　与长城墙体相结合的大量的城、障，均筑于沿长城一线的要害险塞之处，用来加强重点地段的控制和防御。城比障大，驻军又驻民。障比城小，驻军不驻民，形同后代哨所，一般建在沿线南侧，设有围墙，有石砌、有土筑，平面呈方形，每边长100-200米，南垣设门，门作瓮城形，城四角有的外斜出，如后代“马面”设施。

　　亭、燧一般设在高处，根据地形条件，每隔5-15公里就有一座。有些亭、燧分设在长城两侧，以利于各段之间的联络。有的交通路口和谷口，都修建南北两座障城。还有的设于通往附近驻军和郡县之地，以利于协调应敌行动。已勘查较著名的城障有狼山南麓秦长城内侧的苏独仑、增龙昌、三元咸等，包头市西面的哈德门沟口、公庙沟口，奈曼旗土城乡土城子城障等。

　　烽台是城障的耳目，沿线列置，间距0.5-1公里，多设在山巅或视野开阔处。

　　可以说，秦长城的总体布局具有鲜明的战略特点，根据敌情和地形不同，建立不同纵深和不同层次的防御体系，建筑体系和烽火报警制度具有科学性，建筑工程也有着严格的规章制度和统一执行的标准。

　　迄今为止，秦长城保存最为完好的当是内蒙古固阳秦长城，又称秦长城固阳段，即当年秦大将蒙恬率数十万军民，在今内蒙古武川、固阳、乌拉特前旗一线新筑的防御工事，这段长城延伸到今乌海市，全长约400公里。已故著名考古专家罗哲文曾评价：“固阳秦长城是我国早期长城的典型代表，是中华民族灿烂文化的一个亮点，对它的保护和宣传意义重大。”中国长城学会常务副会长董耀会认为，固阳秦长城是秦始皇万里长城的精华地段，包括了秦长城几乎所有的建筑类型。