公元前223年，秦国大将蒙恬奉命挥师南下，兵伐楚地中山，平息那里的叛乱。蒙恬带兵在外作战，需要定期写战报呈送秦王嬴政，以便让秦王能及时了解战场上的情况。
军中文书刘寅负责记载军中事务，每次书写刘寅都要用“字刀”将文字刻写在竹简上的，既费时又费力。蒙恬看刘寅整天挺辛苦，便想制作一种方便书写的新工具。一天，一只野兔跑进军营附近的一个石灰池里淹死了。蒙恬巡察到此，他看到石灰池里的野兔，突发奇想：何不用兔子尾巴当做书写工具？于是，蒙恬让刘寅将兔子的尾巴割下来，试着在竹简上写字。刘寅写着，他觉得既顺手又轻松，这比用“字刀”刻字方便多了。在随后的日子里，蒙恬不断对笔进行改进。他用动物毛发和麻共同浸泡于石灰水中，然后用丝绳缠绕扎紧，将竹管的一端镂空，将笔头插入竹管之上使用，书写更加流畅。从此以后，文书刘寅就开始用这种笔书写文字了，渐渐这种笔开始在全国流行，这种笔与现在的毛笔非常相近了，蒙恬因此被尊为毛笔始祖。在浙江、山东、河北等大多数毛笔产地，都筑有蒙恬庙，笔工师徒每年都要在规定的日子去烧香磕头，以示纪念。各地还流传着许多关于蒙恬造笔美妙动听的故事：蒙恬避难、搭救卜香莲等等。
传说固然很美好，但据西晋学者张华编撰的《博物志》记载：“蒙恬造笔。”与张华同时代的崔豹在《古今注》中说： “自古有书契以来，便应有笔，世称蒙恬造笔，何也？答曰：蒙恬始造，即秦笔耳。以枯木为管，鹿毛为柱，羊毛为被，所为苍毫；非为兔毫竹管也。”《古今注》实为《博物志》的注释与补充，崔豹以自问自答的方式注释：早在秦以前就有书契，便应有笔，否定了蒙恬造笔的说法，《博物志》中提到的“蒙恬造笔”，其实就是蒙恬将前人毛笔经过改良，而制造出的秦笔。
相传，蒙恬改良了毛笔后，刘寅便成为第一个改良秦笔的使用者。刘寅的后人为了纪念刘寅，便精制了一种毛笔，取名汝阳刘笔，是河南传统的手工制笔技艺。 汝阳刘毛笔已有2000多年的历史，有名讳的制笔工艺传承人不胜枚举。汝阳刘村素有“毛笔之乡”、“妙笔之乡”的美誉。“汝阳刘”毛笔选料考究，仅兔毫的选择标准是秋毫取健，取尖，春夏毫则不要；狼毫的选择就必须要到东北去采集过冬的黄鼠狼尾毛来制作。
1975年12月，在湖南云梦睡虎地出土了三支毛笔，据考证这是一座葬于秦始皇三十年的古墓。出土的三支毛笔笔杆均为竹质，上端削尖、下端略粗，镂空为笔腔，笔头底部藏纳于笔腔之内，裹以麻丝并加漆。其中一支的笔杆长18.2厘米，直径0.4厘米，插入毛腔里的毛长约2.5厘米。出土时，笔杆插入笔套内，笔套为细竹管制成，中间的两侧镂空，便于取笔，整支笔藏在一支竹制笔套中。同时出土的还有烟墨、石砚、竹简等。
这支秦笔与上述楚笔相比较，笔杆长度仅差0.3厘米，笔头的直径和笔毛长度竟出乎意料的完全相同，这两支毛笔如此相似说明传承的连续性很完美，也说明中华文化一脉相承。
这两支毛笔最大的不同之处是秦笔不再把笔头的毛围在笔杆的外围。而是把笔头的粗端镂空成笔腔，笔头载入腔内。这是毛笔制作技术的重大改进，克服了笔头根部有空洞造成开裂的弊病。秦笔的另一个特点是笔杆细端削尖，这样可以用于簪发。
此外，在云梦睡虎地还出土了大量秦简，为研究秦代毛笔与书法提供了最真实的资料。可以确定，出土秦简中的某枚简就是用出土的毛笔所写。出土秦笔与楚笔的长度和直径基本相同，秦简和楚简上字的大小也基本相同，说明当时是用小楷笔书写小字，可能是出于节约竹简资源考虑。但《睡虎地秦简》与《仰天湖楚简》的笔画形态确截然不同，推测可能与毛笔制作方法不同有关。秦笔笔头不是捆扎在笔杆的外围，而是嵌入笔腔内，必须先把笔头根部用丝线扎结实，才能嵌入笔腔，笔头的中间不再有空洞。虽然秦笔与楚笔直径相同，但秦笔笔头毛的数量要远多于楚笔，这就很容易造成毛笔头的笔腰和笔尖粗饱。秦代笔工对毛笔头制作工艺的重大改革，为篆书向隶书的转变提供了理想的工具，促进了隶书的成熟。
