陈胜、吴广在大泽乡起义后，各地纷纷响应，六国贵族也趁机反秦。陈胜自立为王，号为张楚，分三路攻秦，派周文率军数十万逼近咸阳。起义军声威大震，反秦势力此起彼伏。秦二世惊慌失措，竟然抽调不出一支大军抵挡，只能赦免二十万骊山刑徒勉强从军。好在章邯指挥得当，连战连捷，不到三月就平定了农民起义。与此同时，守卫朔方的王离也率领长城军团从上郡出发进攻赵地，将赵王歇和张耳包围在巨鹿城，反秦势力岌岌可危。
在整个反秦过程中，参与平叛的秦军只有三支：王离率领的长城军团，章邯率领的刑徒大军，还有留守咸阳的关中军团。粗略一算，秦军主力竟然只有不到三十万，长城军团的二十万人在巨鹿全军覆没，关中军团的十万人投降了刘邦。算上拼凑起来的章邯军团，也不过才五十万，和秦灭六国时的百万大军相差太多。
秦国的极限动员能力，可参考长平之战和灭楚之战。白起率领六十万秦军在长平和赵军对峙时，还有余力动员全国男丁运输粮草、阻截赵国援军。李信灭楚时，遭到昌平君和项燕的合围，秦军大败，阵亡七校尉，几乎全军覆没。秦国遭此惨败，秦始皇下令举国空甲，又给王翦迅速整合了一支六十万人的大军。由此可见，秦国完全有能力动员一掷百万大军。那么，这支军队去了哪里呢?
统一六国后，秦始皇命令蒙恬率三十万大军北击匈奴，夺取河套，就地驻守，是为九原秦军。有命令屠睢、任嚣、赵佗率五十万大军南平百越，先后征服了浙江、江西、湖南、福建、连广及越北的大片土地。在长达十年的征战过程中，因水土不服，粮草转运艰难，又遭到百越人的袭扰，数十万秦军损失殆尽，主将屠睢阵亡。秦始皇震怒，再次征发数十万刑徒、商人、赘婿前往岭南，终于平定南越。
秦朝在两个方向同时大规模用兵，还要分兵驻守关中和关东六国故地，可使用的机动兵力已经不多了。农民起义爆发后，章邯率二十万刑徒军东征，在征战过程中又逐步抽调老秦人替换囚徒，终于在定陶大败楚军，斩杀项梁。
王离与章邯合围巨鹿，被项羽大败，王离军团全军覆没，章邯撤走。在苦苦支撑半年后，章邯被迫投降，二十万降卒被项羽全部坑杀于新安。秦军两大主力覆灭后，咸阳人心惶惶，兵武斗志。当刘邦率两万大军攻破武关时，十万秦军不战而降。延续了数百年的煌煌大秦，就这么彻底覆亡了。
刘邦入秦后废除苛政，与关中父老约法三章，得到了秦人的支持。秦人痛恨项羽坑杀降卒，纷纷加入刘邦阵营与项羽作战。刘邦在短时间内就整合了旧日秦帝国的军队体制和动员力，成为日后与项羽争雄的最大本钱，最终建立了持续四百年的大汉王朝。