始皇二十三年（前224年），秦王召集群臣，商议灭楚大计，王翦认为“非六十万人不可”，李信则认为“不过二十万人”便可打败楚国，秦王大喜，认为王翦老不堪用，便派李信和蒙恬率兵二十万，南下伐楚。王翦因此称病辞朝，回归故里。一开始秦国战事顺利，李信攻平舆（今河南平舆县北），蒙恬攻寝丘（今安徽临泉县），大败楚军。李信在攻破鄢（今河南鄢陵县）后，引兵而西，与蒙恬会城父（今河南宝丰县东），楚兵尾随其后，急行军三日三夜，不久楚军大破李信军，入两壁，杀七都尉，秦军告急。秦王亲自驰往频阳，复用王翦，以蒙武为裨将，始皇自送霸上，王翦因手握六十万重兵，出征时向秦王“请美田宅园池甚众”、“以请田宅为子孙业耳”，始皇大笑；出关前，又连续五次求赐的美田，始皇最后答应，部下怪而问之，他说出了自己的用意：“夫秦王怚而不信人。今空秦国甲士而专委于我，我不多请田宅为子孙业以自坚，顾令秦王坐而疑我邪？”意思是借此消除秦王疑惧。秦王政二十三年（前224年）王翦领兵伐楚，坚壁不出，待楚军调动之际，大破楚军，追至蕲南（今湖北蕲春西北），楚将项燕被杀（一说自杀）；二十四年（前223年）再度出兵攻楚，虏楚王负刍，平定楚国。