始皇帝内心感觉受到了挑战，他要求天下人无条件服从，不服从就要以法处置。他有点生气的问道：“我大秦雄狮在任何情况下都不应该被打败！敌人的强弱只能决定战争胜负的一半，另一半掌握在我们自己手中！”
任嚣听出始皇帝的不悦，连忙说道：“我们自己的失误就在于准备不足！一者士卒准备不足，没有预想到西瓯之地瘴气如此之重，导致军中瘟疫流行；二者后勤准备不足，西瓯之地道路崎岖，粮草供应本来就困难，又几度被蛮兵切断，士卒人人自危！可以说我军不是败于敌军之手，而是败于我们轻敌，没有提前预想到情势的复杂。”
始皇帝这才觉得任嚣分析到了重点，道：“如今，灵渠已经修成，粮草供给不再是问题，而御医也已经找出了应对瘴气的方法！上次我军损兵折将大半，主将屠睢战死，我大秦军威尽失！朕一定要雪此奇耻大辱！”
任嚣知道始皇帝要再次出征，便连忙下拜道：“陛下若再次命末将出征，末将必不辱使命，重振我大秦军威！”
于是秦始皇痛定思痛，在双方对峙三、四年后，秦始皇再次挥军百越，准备发动第二次征服战争，这一年，是公元前214年。始皇帝下令将牢狱之中的囚犯十万余人补充到驻守在楚地南方的秦军，共集结兵力三十万，修筑灵渠粮道，等后勤补给有了全面保障后，在任嚣、赵佗的带领下南下进攻百越。
因为双方有第一次交战的经验，所以秦军的行进速度快了许多。这一次进攻，秦朝并没有盲目，而是吸取了秦将屠睢的惨败教训，在战略上采取了“发诸尝逋亡人、赘婿、贾人”跟随大军行进。
每当秦军占领一地，就会将部分移民留在此处，从而让秦军在进攻推进的过程中再无后顾之忧，同时也让秦军得以补充人力，与此同时，大批商贾在秦军占领的区域进行商贸往来，也为军队的粮饷提供了充足的储备。
赵佗也曾经历过第一次进攻百越的战争，知道是屠睢的屠杀政策触怒了当地土著才引起强烈反抗，他与任嚣商议道：“百越士兵生于山林之间，骁勇善战，崇尚自由，比之匈奴骑兵犹有过之！并且，他们具有极强的报复心，前次主将屠睢设计杀死了他们的首领，他们便誓死报仇，将屠睢杀害！”
任嚣见赵佗与自己的意见不谋而合，非常高兴，问道：“此番出击当借鉴前番的经验，吸取教训，赵将军有何破敌良策？”
“末将认为此番我们应当以怀柔之策应对，善待俘虏和百越之地的居民，这样必能大大减小百越士卒的抵抗。”
任嚣道：“赵将军言之有理，此番抓到的俘虏，一定要好生相待，然后放回，如此，一传十，十传百，他们必能知道我大秦的仁义，归顺并无害处！”
此时，西瓯军首领桀骏已经病死。西瓯军士卒虽然人人骁勇，但是面对装备精良，数量占绝对优势的秦军，数年的对抗也使得他们自身也伤亡惨重，存活者仅十之二三。
在这样的优势条件下，加上百越军队经第一次战争后已不足万人，秦军在百越的战场上几乎没有遇到什么阻力，大军所过之处，势如破竹，很快就击溃了西瓯部落的抵抗，迅速占领了西瓯地区(现在的桂江流域和西江流域，也就是现在的桂林、梧州和贺州以及玉林地区，皆属于广西省境内)。
秦军进入百越之地后，任嚣命秦军善待抓到的百越士卒，一律不准杀戮，款待之后悉数放回。对于百越之地的居民也是秋毫无犯。
起初，百越之地的士卒以为秦军再次来犯会像上次一样屠杀他们，因此非常仇恨秦军。然而刚一交战，百越士卒就发现秦军并没有进行屠杀，而是围困他们，迫使他们投降。其中有些士卒被迫投降，但不久之后就被秦军放回，他们回来后都说秦军此番不但没有杀戮，还给他们衣食，厚待他们。
慢慢的，秦军仁义的名声便传开了，百越士卒听闻秦军善待百越之地的居民，都放弃抵抗，争相归附。
仅用半年时间，秦军便占领了百越之地全境，任嚣和赵佗命秦军对当地居民不得有丝毫侵犯，对汉人和百越人一视同仁。
始皇帝遂任命任嚣镇守百越之地，为防止百越人造反，三十万秦军暂不撤回，在那里设置桂林郡、象郡、南海郡。此后，凡是获罪应当流徙的人，都被派到那里去戍守。
所谓的三征百越，就是第三次秦朝在百越地区发动的战争，就是赵佗于公元前210年对瓯骆发动的进攻，不过这次的进攻目的主要是以抚民为主，在历史学家看来，所谓的第三次战争，其实就是第二次战争的延续而已。
当百越被纳入秦朝版图后，我国国土面积迅速增加了百多万平方公里，各民族之间不断发生文明的碰撞和交流，促进了中华民族的融合，也为百越两广地区的开发和建设奠定了基础，使得后世王朝越来越重视百越两广地区，慢慢建立起了经济贸易路线和相关的税收制度，对中国的海洋文化有深远影响。
在百越设立郡县制后，大量移民涌入百越地区，与当地人通婚，使得百越文化和中原文化相结合，最终形成了独特的两广文化。
同时新道和灵渠的开通，更进一步加强了百越地区和内地的联系，打破原有的闭塞局面，对百越地区的开发起到了极其重要的作用。
不过终归有利也有弊，秦朝平定百越，损兵折将三十余万人，在修筑新道灵渠过程中，更投入不计其数的民夫，再加上战争中所耗费的资源，秦朝国力损耗严重。同时为防止百越反抗力量死灰复燃，秦朝在百越地区投入不少军事力量，此举也严重地限制了秦朝的军事部署，使得秦朝末年没有足够军事实力镇压起义叛乱。在秦朝末年叛乱时期，在赵佗的控制之下，百越地区的三十万秦军都无任何动静，可以说这有其本人的私心，但另一方面也极大程度上加强了对百越地区的控制。
秦三征百越，终究是利大于弊的，自百越地区被划入秦朝版图后，后续历朝历代越来越重视百越地区，到了汉朝，整个百越地区都划归于九州中的扬州。东汉未年改置交州，晋朝重新将划属扬州，南汉后又划属交州。此后百越地区长期置于扬州与交州州域，真正融入了中华民族，为中华民族的发展提供不可忽视的巨大贡献。