。秦朝在北部新征服的地域内设置郡县，修筑县城，派遣犯人来此垦种，后来也从中原迁移民户来边地耕种，实施奖励垦种的政策，阴山以南、河套地区的农业得到开发。秦朝修筑了南起云阳、北达九原（今属包头）的秦直道，在今内蒙古境内还修筑了其他道路。秦始皇驾崩后，灵柩先从沙丘运至九原，随后沿秦直道运回咸阳。秦末爆发起义，局势动荡。镇守上郡的蒙恬被处决，上郡驻军被调走镇压起义，匈奴趁机夺回了河套地区。除了夺回河套，匈奴冒顿单于还征服东胡、月氏、浑庾、屈射、丁零、鬲昆、薪犁、楼兰、乌孙、唿揭等部，将匈奴的势力范围拓展到北至贝