寧夏境內的戰國秦長城，後來被漢所利用，史載秦有增築，“漢承秦製”。
在秦兼並六國期間，匈奴開始南下，進入黃河以南地區。
秦始皇二十六年（前221年），以武力最後統一了六國，建立了我國曆史上第一個統一的封建王朝。秦始皇三十二年（前215年），秦始皇命令將軍蒙恬統帥30萬大軍出擊匈奴。秦軍主力由鹹陽出發，沿黃河北進，迫使匈奴渡黃河而北遁，秦帝國大軍一鼓作氣“卻匈奴七百裏”。秦國收複黃河河套以南地區後，將黃河作為一道防禦天險，並沿黃河修築長城，徙軍卒屯駐，加強對匈奴的防務。蒙恬還因地製宜，開始將戰國秦長城向東擴張，並連接整修戰國燕、趙長城，使三國長城連貫為一，形成了西起臨洮（今甘肅岷縣），北傍陰山，東至遼東，延袤萬餘裏的軍事防禦工程，這就是著名的“萬裏長城”。
黃河以南盡入秦帝國的版圖後，隨著秦帝國勢力範圍的不斷擴張，寧夏境內的長城遠離前線，失去了直接防禦匈奴的前沿陣地作用。但長城屬整體工程，寧夏段長城雖偏離邊防線，但還處於防禦匈奴第二道防線的戰略地位。為此，秦兵在原有的基礎上繼續對固原境內的長城進行修繕，便於繼續利用。有此防務，以後數年間，匈奴不敢南下秦北地郡管轄的六盤山地區襲擾牧馬。
秦始皇當政時修築長城，給勞動人民帶來了災難，長城又成了秦朝暴政的曆史見證。寧夏民間也流傳著類似“孟薑女”的故事。彭陽縣的孟塬鄉據說就是“孟薑女”的故鄉。孟薑女哭倒長城的故事，也向人們深刻地揭露了這樣一個殘酷的事實：在那個勞動工具極其簡陋、生產力水平極為低下、人口基數又相對較少的年代，修築萬裏長城實在是太難了，工程浩大、勞役繁重、生活條件艱辛是明擺著的事，修築長城給人民帶來的災難是深重的。一個貧弱女子能夠哭倒一座長城，那顯然是不可信的，不過其中隱約表達的卻是勞動人民積鬱心底的怨憤。孟薑女的大貞大烈展現了中華巾幗的古典風姿，她是中國古代文化中最優秀也是最典型的代表。
秦王朝的暴政決定了秦帝國的短命。秦始皇三十七年（前210年）秦二世胡亥聽信讒言，欲誅殺蒙恬，蒙恬被逼自殺，導致國內大亂。守衛在秦國北部邊塞的士卒紛紛逃散，可謂“徙謫戍邊者皆複去”，秦國北疆防務一片空虛。此時，匈奴正處於強盛時期。秦二世元年（前209年），冒頓單於開始加強內部組織，建立軍政製度，東滅東胡，西逐月支，北服丁零，南服樓蘭、白羊二王，實際上統治了漠北廣大地區，並乘秦朝防務空虛，一舉進占了秦的河南地（今河套一帶），甚至勢力及至先秦時修築的舊長城一帶，再次對秦朝政權構成了嚴重威脅。
秦朝滅亡，楚漢相爭，都無暇北顧對匈奴的防禦。此時，匈奴的力量迅速壯大，勢力直抵朝那（今固原東南）、膚施（今陝西榆林南）等地，擁有作戰兵力達30萬人。西漢初立，國力薄弱，百業待興，仍然對匈奴基本采取防禦政策，還伴以當時人們認為恥辱的和親之策對付匈奴。這時的秦長城又上升到防禦匈奴的頭道防線。到漢文帝時，仍以防禦為主，但兼有軍事反擊。漢文帝三年（前177年）五月，匈奴右賢王擾掠河套以南地區和北地。六月，漢文帝派丞相灌嬰發車騎8.5萬餘人反擊，將匈奴逐出塞外。漢文帝十四年（前166年）冬，匈奴單於率騎兵14萬人，突破長城防線，大舉南下攻入北地朝那、蕭關（今固原東南），北地太守孫卬為抗擊匈奴而獻身，人口、畜產大批被掠。匈奴還乘勢東進，襲擊並焚燒回中宮，前哨騎兵進到東距長安僅300裏的甘泉宮。漢文帝急忙調動騎兵10萬人屯駐長安周圍以備匈奴進一步進犯。又以魏遫為北地將軍，增強北地郡的防守。另派張相如為大將軍，大舉反擊，雙方20餘萬兵力激戰月餘，匈奴才漸漸不支，逃出塞外。