蒙恬打败匈奴，拒敌千里之后，他带兵继续坚守边陲。蒙恬又根据“用险制塞”以城墙来制骑兵的战术，调动几十万军队和百姓筑长城，把战国时秦、赵、燕三国北边的防护城墙连接起来，并重新加以整修和加固。
建起了西起临洮，东到辽东的长达五千多公里的万里长城，用来保卫北方农业区域，免遭游牧匈奴骑兵的侵袭。蒙恬在修筑万里长城的壮举中，起了主要的作用，他用了十余年的时光，修起这延绵万余里的长城给后人留下了巨大的文化瑰宝。其实，司马迁《史记》中蒙恬修筑长城的评价是片面的，他只看到修长城对人民的劳役，却没有看到修长城对中原地区的长久安定的重要意义。
其次，蒙恬只是连接了秦、赵、燕三国的长城，工程量远没有司马迁所想的那么大。最后就是蒙恬和公子扶苏曾经多次上书秦始皇请求减免徭役，同时，和扶苏商议如何合理安排人力，来减轻徭役。
同时，蒙恬沿黄河河套一带设置了44个县，统属九原郡。还建立了一套治理边防的行政机构。又于公元前211年，发遣三万多名罪犯到兆河、榆中一带垦殖，发展经济，加强军事后备力量。这些措施对于边防的加强，起到了积极的作用。
另外，蒙恬又派人马，从秦国都城咸阳到九原，修筑了宽阔的直道，克服了九原交通闭塞的困境。这不但加强了北方各族人民经济、文化的交流和融合，更重要的是对于调动军队，运送粮草器械物资等具有重要战略意义。蒙恬将军驻守九郡十余年，威震匈奴，受到始皇的推崇和信任。