Как скомпилировать все проекты солюшена в один .EXE?

Возможные решения:

Слияние сборок в одну после компиляции

Несколько сборок можно склеить в одну уже после компиляции, используя утилиту ILMerge.

Она есть на NuGet.org:

Install-Package ilmerge

Формат вызова:

ilmerge
  /lib:"C:\Windows\Microsoft.NET\Framework64\v4.0.30319"
  /lib:"C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\Common7\IDE\PublicAssemblies"
  /targetplatform:v4
  /out:out.dll mydll1.dll mydll2.dll

перед использованием пути стоит подправить на актуальные.

Аналогичные утилиты - il-repack, Mono.Merge

Включение DLL в EXE в виде Embedded Resource с подменой стандартного механизма загрузки:

1. Добавить bin\someassembly.dll в проект exe через Add Existing Item / стрелка на Add / Add as Link, выставить Build Type = Embedded Resource
2. Добавить проект someassembly в References. Выставить у референса Copy Local = false - чтобы избежать копирования в bin.

3. Обработать CurrentDomain_AssemblyResolve:

   using System;
   using System.Reflection;
   using System.Windows.Forms;
   namespace WindowsFormsApplication7
   {
       static class Program
       {
           [STAThread]
           static void Main()
           {
               AppDomain.CurrentDomain.AssemblyResolve += CurrentDomain_AssemblyResolve;
               Application.EnableVisualStyles();
               Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);
               Application.Run(new Form1());
           }
           private static Assembly CurrentDomain_AssemblyResolve(object sender, ResolveEventArgs args)
           {
               var assemblyName = new AssemblyName(args.Name).Name;
               if (assemblyName == "someassembly")
               {
                   using (var stream = typeof(Program).Assembly.GetManifestResourceStream(
                       "WindowsFormsApplication7." + assemblyName + ".dll"))
                   {
                       byte[] assemblyData = new byte[stream.Length];
                       stream.Read(assemblyData, 0, assemblyData.Length);
                       return Assembly.Load(assemblyData);
                   }
               }
               else
               {
                   return null;
               }
           }
       }
   }
   

Это минимальный рабочий пример. Если не работает - запускайте под отладчиком. Скорее всего вы не угадали с именем ресурса, и GetManifestResourceStream возвращает null. Убедитесь, что тип у айтема выставлен именно в Embedded Resource (а не просто в Resource). Просмотреть имена всех доступных ресурсов можно прямо в отладчике, вызовом

typeof(Program).Assembly.GetManifestResourceNames()

Проект целиком на гитхабе, на примере SevenZipSharp: https://github.com/PashaPash/SevenZipSharp-Embedded

Включение сборок в виде ресурсов, автоматический вариант

Устанавливаете пакет Costura.Fody через nuget и получаете один exe на выходе.

> PM> Install-Package Costura.Fody

Альтернативы:

• Решение от Vlad - компиляция в netmodule с последющим слиянием
• Сборка через добавление всех исходников в еще один большой проект - от @Qwertiy

Поправлю сам себя, решить проблему Вам поможет маленькая утилита от Microsoft - ILMerge. Добавлю, что есть хорошая статья на данную тему

Есть ещё и костыльный способ: создать новый проект и в него добавить как существующие все файлы с кодом, после чего скомпилировать.

Вообще, когда вы билдите Solution, то в папке bin каждого из 3-х проектов в итоге будет dll, в основном проекте .exe

Вы можете в главном проекте Project Properties -> Resources -> Add Resource -> Add Existing File добавить ссылки на все эти dll. В итоге будет .exe у главного проекта, который все остальные в себе включает.