公元前359年，秦国颁行《垦草令》，作为全面变法的序幕。《垦草令》在秦国的成功实施，为之后的变法改革，奠定了坚实的基础。
公元前356年，秦孝公任命卫鞅为左庶长，开始在秦国实行第一次变法。
此次变法的主要内容是：颁布李悝的《法经》作为法律，增加什伍连坐法，轻罪重刑。明令军法，奖励军功，废除世卿世禄制度，建立二十等爵制。严惩私斗，奖励耕织，重农抑商，特别奖励垦荒，打击游手好闲之人，并且限制商人的经营范围，重征商税。改革户籍制度，强制推行个体小家庭制度，扩大赋税和兵役来源等改革方略。
公元前350年,秦孝公命卫鞅征调士卒，按照鲁国、卫国的国都规模，在咸阳修筑宫殿，营造新都。
公元前349年，秦孝公将国都从栎阳迁至咸阳，同时命卫鞅在秦国开始实行第二次的变法改革。
第二次变法的主要内容是：开阡陌封疆，废除奴隶制，实行土地私有制，允许土地自由买卖。普遍推行县制，设置县一级官僚机构。统一度量衡制，颁布度量衡的标准器。编订户口，五家为伍，十家为什，规定居民要登记各人户籍，开始按户按人口征收军赋。革除残留的戎狄风俗，禁止父子、兄弟同室居住，推行小家庭政策。
公元前341年，卫鞅率军攻打魏国，魏国公子卬领兵抵抗秦军，卫鞅通过书信告诉公子卬，愿意与之罢兵讲和，请公子卬前来洽谈事宜，公子卬轻信卫鞅，赴约之时被早已埋伏好的秦兵俘获，卫鞅命秦军趁机攻打魏军，秦军大胜，收复了秦国部分的河西失地。
公元前340年，秦孝公将商於之地十五邑封于卫鞅，号为商君，后人遂称之为商鞅。
公元前338年，秦孝公去世，太子赢驷继位，是为秦惠文王。公子虔等告发商鞅谋反，惠王下令抓捕。商鞅出逃边关，欲留宿客栈，因其没有照身帖，依据秦法，客栈主人不敢留宿商鞅。于是商鞅想出逃魏国，魏国人因为他欺骗公子卬，而打败魏军，不准他进入魏国国境。商鞅只好返回封地，发动封邑之兵攻打郑县，秦惠文王派兵攻击，商鞅兵败身死，而他的尸体被带回咸阳，被处以车裂示众。商鞅虽然兵败身死，但是他所制定的秦法却没有被废除。
经过秦孝公与商鞅二十多年的变法改革，秦国在经济上，改变了旧有的生产关系，废井田开阡陌，从根本上确立了土地私有制；在政治上，打击并瓦解了旧的血缘宗法制度，使封建国家机制更加健全，中央集权制度的建设从此开始；在军事上，奖励军功，达到了强兵的目的，极大的提高了军队的战斗力，发展成为战国后期最强大的封建国家，为秦国下一步的战略发展，创造了有利的条件，为之后的秦王朝统一天下奠定了坚实的基础。
