秦穆公称霸西戎后，秦国实力渐渐衰弱；秦穆公后秦康公及其子秦共公在位期间继父祖之余烈，向晋挑战，与楚靠拢，欲与楚形成对晋国的夹攻之势，然秦屡攻晋国后方，却难得一胜；秦共公薨立秦桓公，桓公不恤国政，人民怨声载道，并被晋厉公率四军八卿攻入秦国，大败秦军于麻隧，诸侯之师扬威于关中；桓公死后秦景公即位，继续奉行联楚攻晋的方针，然晋悼公复霸中原，诸侯归心，秦国终无力再与晋国周旋；景公之后秦哀公在位，期间派兵去救楚国并击败了吴军，吴王阖闾撤兵回国，楚昭王得以复国。
三家分晋后，魏文侯以李悝为相，变法图强，魏氏迅速强盛；又拜吴起为将，侵吞秦河西之地，窥视关中；哀公死后秦惠公、秦悼公屡屡攻魏，意欲夺回西河之地，皆被吴起所败，吴起乘胜攻入关中，势如破竹，秦不能敌，秦惠公起兵50万与魏军决一死战，吴起在阴晋一战中，以五万之卒大败秦军，秦国此战大败亏输，再也无力抵抗三晋的攻势；秦悼公死后秦厉共公继位，到秦出公在位共历经七代，这段时间内大臣专权，数易君主，国政不稳，秦国日衰；秦出公即位，时方二岁，由母亲主持朝政，重用宦官与外戚，左庶长菌改发动政变，杀秦出公之子及其母，迎秦灵公之子师隰回国即位，是为秦献公；秦献公寿终正寝，其子渠梁立，是为秦孝公。
孝公即位之初对秦之衰痛心疾首，乃下求贤令：宾客群臣有能出奇计强秦者，吾且尊官，与之分土。卫国人卫鞅入秦，教孝公以霸道之术，孝公甚喜，力排众议，以卫鞅为大良造，实施变法。商鞅变法鼓励人口增殖、重农抑商、废除世卿世禄制、奖励军功、编制户口、实行连坐之法。当时秦国地广人稀，三晋人多地少，民众田地缺乏。因此商鞅建议秦孝公对外来移民采取优惠政策，将三晋民众招来秦国，以便开垦荒地。
商鞅年轻时喜欢刑名法术之学，受李悝、吴起的影响很大，来秦之时就携带着李悝所撰的法经，后侍奉魏国国相公叔痤任中庶子。公叔痤病重时向魏惠王推荐商鞅，说：商鞅年轻有才，可以担任国相治理国家，又对魏惠王说主公如果不用商鞅，一定要杀掉他，不要让他投奔别国。魏惠王认为公叔痤已经病入膏肓，语无伦次，于是皆不采纳。商鞅入秦后以帝王之道游说孝公，孝公皆没有接受，最后商鞅见孝公时畅谈富国强兵之策，孝公方显喜色，商鞅说秦孝公意在争霸天下，所以对耗时太长才能取得成效的帝道、王道学说不感兴趣。
为了深化变法，商鞅提议把都城雍城迁至咸阳，远离过去的权利中心，减少阻力，得到了秦孝公支持。商鞅推行郡县制以加强中央集权，重视农产，出现了家给人足的繁荣景象，全国百姓以私下斗殴为耻，以为国家立下战功为荣，国家战斗力不断增强，随着变法富国强兵，秦军更是屡败之前的霸主魏国，孝公在位十九年，周天子封秦君为方伯，正式承认其霸主地位。孝公之后，太子驷立，为秦惠文王，也是这个时期秦国开始称王，嬴驷为了缓和国内的阶级矛盾，拿商鞅当替罪羊，车裂了商鞅，商鞅死后，变法却未亡；秦惠文王继续奉行商鞅变法以来的国策，对外发展，灭巴、蜀、苴三国，秦军继续屡败魏军，再破三晋伐秦联军，又联韩魏攻打齐楚，再大败义渠国，秦惠文王赏识张仪封为相国，奉命出使游说各国，以横破纵，促使各国亲善秦国，受封为武信君。嬴惠文王后武王立，武王设置丞相，驱逐张仪，结盟魏国，联越制楚。
武王后秦昭王立，赵武灵王趁秦乱而谋之，乃拥立质燕之芈八子长子公子稷为王，是为秦昭王；昭王幼，芈八子为太后，王舅穰侯秉政。昭王以范雎远交近攻为国策，这也是秦国战神白起大显身手之时，伊阙之战斩韩魏24万联军，掳魏韩联军统帅魏国大将犀武。鄢之战，白起统帅的秦军攻占了当时政治核心在南阳和丹阳一带的楚国的南阳郡、南郡、临江郡、黔中郡，至此南方大国楚国因为丧失大片疆土和人口而走向衰落；白起出武关伐楚，次年攻入楚国腹地，陷郢都，楚卒溃败不能战，楚顷襄王乃辟迁于陈丘以避秦军之锋。
秦昭王攻韩国，韩国割上党以赂秦，上党不愿降秦而降赵，赵纳之；秦昭王怒，欲夺上党；赵起倾国之兵以拒秦，秦调关中之卒以攻赵，两军对峙于长平，赵廉颇不能退秦，王龁不能败赵，相持数年。赵孝成王听信谣言以赵括代替廉颇，秦昭王秘遣白起为帅，赵括攻秦不克，赵军粮道被截，赵括战死，白起先后阬杀赵军45万于长平。赵国一蹶不振。西周公与山东六国相约伐秦，然诸国之军约期不至，事遂寝；秦闻，大怒，命将伐周，周不能敌，西周公乃尽以所领三十六邑三万人献秦，秦受地而归西周公；不久，周赧王崩，周民东亡，秦取九鼎而归。东周公复欲趁丧伐秦，为秦相吕不韦所执归，秦置之于阳人，周亡，立国879年。
秦昭王嬴稷之后立孝文王嬴柱，可是孝文王嬴柱继位后三天离奇去世，孝文王嬴柱死后立庄襄王异人，异人子楚在赵国HD做质子，生活困窘，十分失意，卫国大商人吕不韦正巧在HD做生意，知道了异人的情况，认为他虽为人质但是奇货可居，于是决定进行一次政治赌博；两人达成了政治同盟，异人许诺如果计划成功，将以分国作为答谢。吕不韦遂去秦国游说，乘机又让华阳夫人的弟弟劝说华阳夫人认异人为养子。异人和吕不韦逃回秦国后孝文王突然暴薨，子楚即位，为秦庄襄王。