在攻下韩、赵、魏、燕四国后，秦国将统一六国的第五个战略目标对准了楚国。楚国是除了赵国之外秦国面对的又一个强敌，在秦王嬴政之前，已经有好几代秦王调集大量兵力和楚国交战，但始终未能攻下楚国。
楚国是一个有着800多年悠久历史的诸侯国，历史上曾出现过许多有名的人士，比如屈原、春申君、孙叔敖，以及后来的项羽、刘邦等都是楚国人。楚国在春秋时期就已是国土辽阔、物产丰富、兵强马壮的大诸侯国，在距秦王嬴政统一六国100年前，楚国的实力已经非常雄厚，有横扫中原、争霸天下之势。
楚国的地理位置大致相当于今天河南的中部向南地区，在战国初期，楚国的疆域居于“七雄”之首。公元前391年前后，楚悼王重用吴起实行变法，吴起变法比商鞅变法还早20年，其变法内容大致可分为四项内容：废除世卿世禄、整顿吏治、奖励耕战、广辟土地。
吴起变法的内容非常符合楚国当时的形势，世卿世禄制是西周时期非常普遍的政治制度，但这种制度无法调动起有才人士的积极性，政治和经济上的特权都把持在那些祖先有功的贵族手里。于是，吴起变法就将这些特权收了回来，“封君之子孙三世而收爵禄”，贵族的爵位和俸禄过了第三代子孙时就要收回来，收回来之后将这些特权给当代立功的那些人；整顿吏治就是将楚国官员制度中“大臣太重，封君太众”的毛病改掉，裁减掉那些只拿俸禄不为国家立功的官员；奖励耕战就是鼓励发展农业和军事，充分调动农民和士兵这两部分人的积极性，增强国家的经济实力和军事力量；楚国的土地本来就很广阔，很多地方得不到开发，所以吴起就建议让一些贵族去开荒，这样不仅扩大了楚国的土地，粮食收成也增加了，楚国会更加富裕。
如果吴起变法能持续下去，那以这样的深度、广度和力度，楚国非常有可能成为战国时期最强大的国家。但不幸的是，吴起变法时是楚悼王晚年，而变法触动了很多大臣贵族的利益，其变法主要依靠的就是国君的支持，变法开始不久，楚悼王就去世了。而在楚悼王去世之后，反对变法的那些大臣贵族在楚悼王的灵堂上就将吴起乱箭射死了。楚悼王和吴起一死，变法就失败了。楚国自从吴起变法一度收到富国强兵的效果之后，就一直在走下坡路。
秦国的历代国君都对地大物博的楚国垂涎三尺。早在秦惠王时期，秦国就派兵攻占了楚国的巴蜀地区，并将这个天府之国变成了秦攻打楚的前哨基地。在楚顷襄王时期，秦国不断派兵攻打楚国，秦将白起率兵攻占了楚国的很多郡县，在竟陵、安陆设立南郡，并继续向南攻取了洞庭五渚、江南，迫使楚国迁都于陈。虽然在公元前276年楚收复了黔中15邑，重新建郡抗秦，但秦将白起在对楚战争中取得的一系列军事上的胜利，使楚国在领土和军事上都遭受了非常严重的损失。
不过，由于楚国疆域辽阔，所以尽管在对秦战争中丧失了大片国土，但到秦王嬴政时期，楚国仍然具有相当强的军事实力，其实力依然不可小视。张仪曾说过：“凡天下强国，非秦而楚，非楚而秦。”《战国策序》也说：“横则秦帝，纵则楚王”，将秦楚并列，可见楚国是一个非常强大的国家。所以秦王嬴政在制定统一六国方针的时候，将楚国放在了韩、赵、魏、燕之后，如果先灭楚国，那么这四国就很有可能趁秦全力攻楚时联合攻秦，这样秦就会处于腹背受敌的境地。因此尽管秦王嬴政非常想得到楚国，他还是要先灭掉这四国，这样攻楚时就不会再有后顾之忧。
在攻占了魏都大梁之后，秦王嬴政便下令全面进攻楚国。在如何攻打楚国的问题上，还出现了一个插曲。当时秦王嬴政召开攻打楚国的军事会议，问诸位大将对楚作战需要多少人马和物资，年轻气盛的李信回答只要20万兵马即可，此时的李信刚在对燕作战中立了奇功，因此气壮志满，而秦军连着顺利灭掉四国，士气正盛，李信的话正中秦王嬴政的下怀。但老将王翦却一言不发，对李信的豪言壮语一副不以为然的表情，秦王嬴政便问王翦这次作战需多少人马，王翦回答非60万不可。在秦国乃至六国发动的多次战役中，从未有国家出动过60万大军，于是秦王嬴政禁不住笑着说：“王将军确实年老了，竟然如此胆怯！”
秦王嬴政于是派李信带着20万兵马去攻打楚国，王翦见秦王嬴政不但没采纳自己的意见，还在众人面前侮辱自己，于是便告老还乡回到自己的老家频阳东乡去了。
公元前225年，李信和蒙武所统帅的秦军进军之初非常顺利，两军在城父会师。这时，楚国派名将项燕率军抵抗秦军，项燕是楚国的名将，是西楚霸王项羽的祖父。项燕避开与秦军的正面交锋，转而去攻打秦国的南郡，调动秦军，待秦军转去南郡时，项燕趁秦军不备，跟踪反击，大破李信军，斩杀秦国七名都尉，秦军大败而逃。
秦王嬴政闻讯大怒，但他很快冷静下来，后悔没有听取王翦的建议。本来一个君王是放不下身段去求臣子的，但为了秦国的统一大业，嬴政不得不厚着脸皮亲自到频阳王翦家中请王翦出山。嬴政见到王翦后不断向王翦赔礼道歉，恳请他复出将兵，王翦见难以推辞，就说：“承蒙大王不弃，一定要老臣出兵，非60万兵马不可。”嬴政便立即调选了60万精锐部队给王翦调遣指挥。
王翦率大军达到楚地后，并没有对楚军发动进攻，而是下令将士们构筑工事，坚守壁垒，不得出战，违令者斩。
而楚王听说王翦率秦军前来，于是便让项燕统帅全国的部队抵抗秦军。项燕知道秦军作战勇猛、王翦老谋深算，所以他要趁秦军长途跋涉来到楚地立足未稳以及楚军新近获胜后士气高涨的时机来攻打秦军，只有这样楚军才能有胜算，若等秦军养精蓄锐后，打败秦军的几率就非常小了，而且60万秦军本身就对楚军心理上产生了一种威慑力量。项燕令楚军接连多日到阵地前向秦军挑战，但无论楚军士兵如何辱骂，秦军始终不肯走出壁垒应战，楚军也无可奈何。
项燕与王翦都是当时的名将，项燕想利用秦军立足未稳这个弱点来开战，王翦自然也知道这个道理，所以王翦下令全体官兵坚壁不出，无论楚军怎样挑衅都不得出去应战，以此来养精蓄锐，然后以60万大军的优势伺机而动。于是秦军和楚军就形成了两军对峙的局面，这一对峙就是一年。
在两军对峙期间，王翦让他的60万官兵待在军营里好吃好喝，还经常亲自到营帐中看望士卒，对他们嘘寒问暖，并告诫那些急于求战的将士要每日加强军事训练，不可轻敌。一年后，王翦认为自己的士兵养精蓄锐够了，可以和楚军开战了。也就在这时，项燕见秦军一直坚壁不出，仗打不成，开始调防，把军队向东移动。于是王翦便抓住这个时机，趁楚军拔营之际下令秦军全线出击，对楚军穷追不舍，歼灭了楚军的主力部队。
次年，也就是公元前223年，王翦和蒙武攻入寿春，俘虏楚王负刍，楚国基本上被灭。但项燕在淮南拥立昌文君，重新起兵反秦。王翦和蒙武又带兵到淮南与项燕作战，杀死昌文君，项燕兵败后自杀，楚国彻底灭亡。
公元前222年，王翦率军平定了楚国的江南地区，降服了越君，设置会稽郡，彻底平定了楚地。
