在蒙恬打敗匈奴，拒敵千里之後，他帶兵繼續堅守邊陲。蒙恬又根據“用險制塞”以城牆來制騎兵的戰術，調動幾十萬軍隊和百姓築長城，把戰國時秦、趙、燕三國北邊的防護城牆連接起來，並重新加以整修和加固。
建起了西起臨洮，東到遼東的長達五千多公里的萬里長城，用來保衛北方農業區域，免遭遊牧匈奴騎兵的侵襲，蒙恬在修築萬里長城的壯舉中，起了主要的作用，這延綿萬餘里的長城給後人留下了巨大的文化瑰寶。
其實，司馬遷《史記》中蒙恬修築長城的評價是片面的，他只看到修長城對人民的勞役，卻沒有看到修長城對中原地區的長久安定的重要意義;其次，蒙恬只是連接了秦、趙、燕三國的長城，工程量遠沒有司馬遷所想的那麼大。
最後就是蒙恬和公子扶蘇曾經多次上書秦始皇請求減免徭役，同時，和扶蘇商議如何合理安排人力，來減輕徭役。
同時，蒙恬沿黃河河套一帶設置了44個縣，統屬九原郡。
還建立了一套治理邊防的行政機構，又於公元前211年，發遣三萬多名罪犯到兆河、榆中一帶墾殖，發展經濟，加強軍事後備力量，這些措施對於邊防的加強，起到了積極的作用。
另外，蒙恬又派人馬，從秦國都城咸陽到九原，修築了寬闊的直道，克服了九原交通閉塞的困境，這不但加強了北方各族人民經濟、文化的交流和融合，更重要的是對於調動軍隊，運送糧草器械物資等具有重要戰略意義，蒙恬將軍駐守九郡十餘年，威震匈奴，受到始皇的推崇和信任。
