六国灭，四海一统，全国地域东至大海和朝鲜，西至临洮、羌中，南至门朝北开的地区，北据黄河为屏障，顺着阴山直至辽东。秦王政在廷议上炫耀说：“我凭着这个渺小之身，兴兵诛讨暴乱，靠的是祖宗的神灵，六国国王都依他们的罪过受到了应有的惩罚，天下安定了。现在如果不更改名号，就无法显扬我的功业，传给后代。请商议名号。”
群臣经过研讨会议，王绾、冯劫、李斯等上奏说：“我们恭谨地跟博士们商议：上古有天皇、有地皇、有泰皇，泰皇最尊贵。我们这些臣子冒死罪献上尊号，王称为‘泰皇’，发教令称为‘制书’，下命令称为‘诏书’，天子自称为‘朕’。”
秦始皇的博士，都是博学饱闻之士，秦始皇在统一六国的过程中，将天下饱学之士集中到咸阳，授以博士官职，以备咨询，其职能是：“一曰通古今；二曰辩然否；三曰典教职。”地位相当高，秩比六百石粟米，折合现在价格年薪大约二十万。秦始皇设置的博士官多达七十人，这里面涵盖了诸子百家各派人物，尤其以黄老之学的道家居多，其次是儒家、墨家、名家、法家、阴阳家等各派。
秦王政想起当年韩非的文章有”超过五帝赶上三王“之辞，自认为达到了这样的程度，就说：“去掉‘泰’字，留下‘皇’字，采用上古‘帝’的位号，称为‘皇帝’，其它就按你们议论的办。”又下令说：“我听说上古有号而没有谥，中古死后根据生前品行事迹给个谥号。这样做，就是儿子议论父亲，臣子议论君主了。从今以后，废除谥法，我就叫做始皇帝，后代就从我这儿开始，称二世、三世直到万世，永远相传，没有穷尽。”
从此，秦王政称秦始皇。
秦始皇根据”五德终始“的嬗递次序进行推演，认为周朝得到了火德，秦朝代替周朝的火德，遵循五行相胜的法则现在应是水德的开端。于是改变一年的首月，衣服、旄旌、节旗都祟尚黑色。
尊号之事敲定后，王绾进言说：“诸侯刚刚被打败，燕国、齐国、楚国地处偏远，不给他们设王，就无法镇抚那里。请封立各位皇子为王，希望皇上恩准。”秦始皇把这个建议下交给群臣商议，群臣都认为这样做有利。李斯却别有不同地说：“周文王、周武王分封子弟和同姓亲属很多，可是他们的后代逐渐疏远了，互相攻击，就像仇人一样，诸侯之间彼此征战，周天子也无法阻止。现在天下靠您的神灵之威获得统一，都划分成了郡县，对于皇子功臣，用公家的赋税重重赏赐就可以了，这样就才容易控制，设置诸侯没有好处。”
秦始皇说：“以前，天下人都苦于连年战争无止无休，就是因为有那些诸侯王。现在我依仗祖宗的神灵，天下刚刚安定，如果又设立诸侯国，这等于是又埋下战争隐患，李斯说得对。”
于是，秦始皇把全国划分为三十六郡，郡以下设县，并统一完善了地方管理机构：郡设郡守，领有尉、监等属官；县万户以上者设令，万户以下者设长，领有县丞、县尉等属员；县以下设乡，由三老掌教化、啬夫掌诉讼和赋税、游徼掌治安；乡下设里，是最基层行政单位，由里正统管；里中编什伍户籍组织，以便支派差役，收纳赋税，并互相监督告奸，一人犯罪，邻里连坐。在此系列之外，还设置有掌管治安、捕盗及文书传递、人员物资输送接待事宜的机构，叫亭，设亭长。县令、长及其以上称官员，以下称吏员。
构建了地方管理体制后，秦始皇又进一步完善中央政权机构。中央设丞相、太尉、御史大夫。丞相有左右二员，是百官之首，掌政事；太尉掌军事；御史大夫掌监察百官。
丞相、太尉、御史大夫以下，是分掌具体政务的诸卿，有掌宫殿掖门户的郎中令，掌宫门卫屯兵的卫尉，掌京畿警卫的中尉，掌刑辟的廷尉，掌谷货的治粟内史，掌山海池泽之税和官府手工业制造以皇室内廷事物的少府，掌国内民族事务和外事的典客，掌宗庙礼仪的奉常，掌皇室宗族事物的宗正等。丞相、太尉、御史大夫与诸卿议论政务，皇帝作裁决。此外就是供咨询并参讨论朝廷事项的七十位博士职务。三主官称“三公”，诸事务官称“九卿”，合称“三公九卿”。
于是，一个以皇帝为核心集中统一管理的帝国就此诞生，秦始皇奠定了中国其后数千年的政治体制格局，后世“百代皆行秦政法”。
帝国体制构建完毕，秦始皇下令收集天下兵器，集中在咸阳销毁，熔铸成钟鐻并铸造了十二个铜人，严禁民间私藏武器，违者杀无赦，这样就可以永保天下太平了。接着，秦始皇下诏统一法律制度和度量衡等标准，规定车子两轮距离相同，书写采用统一的文字，这就是“车同轨，书同文”。接着又将列国五花八门的货币统一为圆形方孔的铜钱秦铢。
就此，秦始皇把“诸夏”真正统一为中华民族：说同样的话，写同样的文字，生产生活各项活动都统一在同一的标准之下。若非秦朝传承过短，仅二世而亡，中华民族便不会称为汉族，而应称为秦族。
一切就绪，秦始皇开始把精力转到彰显个人辉煌上，征发大量役徒，大造宫殿。之前秦国各王的陵庙和章台、上林苑都在渭水南岸，秦始皇又在北岸模仿各诸侯国的王宫建造一系列宫殿，雍门以东至达泾水、渭水汇流地区，宫殿室宇、空中栈道和缭绕回旋的阁道连续不断，并将从各诸侯国掳掠来的美女、钟鼓器物安置其中。这项工程十分浩大，所征发的役徒数十万计。所谓役徒，就是按一定期限义务服务，只管吃饭，白白劳动而没有工钱。
工程开启后，秦始皇打算巡行天下，看一看他一统治下的江山是个什么样子，并宣扬千秋始皇的浩大恩德，考察百官执政状况。为了辇车銮驾出行方便，秦始皇再次下令大举征发役徒，在全国各地修建驰道。这个驰道，好比如今的高速公路。驰道的修建固然是秦始皇为了巡行而起，然而也把整个中国完整沟通起来，极大便利了全国的交通。
秦始皇二十七年（公元前220年），秦始皇首次出巡，首先就近巡视陇西、北地，穿过鸡头山，路经回中，在渭水南面建造了信宫，不久又把信宫改名叫极庙，以象征处于天极的北极星。从极庙开通道路直达骊山，又修建了甘泉前殿。
秦始皇二十八年（公元前219年），嬴政第二次出巡，他要看一看所征灭的六国的郡县。秦始皇一路东行到泰山，登上玉皇顶，筑祭坛，效仿黄帝祭天，然后刻立石碑，镌碑文：
“皇帝登基即位，创立昌明法度，臣下端正谨慎。二十六年（公元前222）天下归于一统，四方无不归顺，亲自巡视远方，登临泰山，一览极尽。随臣思念伟绩，推溯事业本源，敬赞功德无限：治世之道实施，诸种产业得宜，一切法则大振，大义清明美善，传于后代子孙，永世承继不变。皇帝圣明通达，既已平定天下，毫不懈怠国政，每日早起晚睡，建设长远利益，专心教化兴盛，训民皆以常道，远近通达平治，圣意人人尊奉，贵贱清楚分明，男女依礼有别，供职个个虔敬，光明通照内外，处处清净安泰，后世永续德政。教化所及无穷，定要遵从遗诏。”
虽然是歌功颂德之词，但确实道出了秦始皇的丰功伟业：统一六国，结束了长达数百年的烽烟战乱，使得天下百姓得到安宁，“诸种产业得宜，一切法则大振”，这是功盖千秋造福万世的大功。
但是，人民安居不假，可是刚刚结束战乱，未经休养生息就开启诸多浩大工程，数十万计征发役徒，人民未必乐业，其实苦不堪言。老子为什么讲治大国应当如烹小鲜，秦始皇的所作所为，正是老子的担忧所在。
泰山祭祀后，秦始皇继续东行，沿渤海岸经黄具、腄县，登上成山头。成山头三面环海，一面接陆，是中国大地的最东端点，称为”天尽头“，是最早看到海上日出的高角，传说中日神居住的地方。接着，又前往登上之罘山顶峰。之罘山位于烟台北部海面，其实是个海岛，但有连岛沙坝与大陆相连，是个陆连岛。芝罘岛的阳坡，树木苍翠欲滴，风景如画；背面怪石嶙峋，崖壁陡峭。芝罘岛是祭祀古齐地的八神之一阳主之地，阳主又称梁王，齐国人历代奉祀。
下之罘山后，秦始皇转向南行，至琅邪（今青岛）。琅邪又名琅玕，是传说中的一种仙树，其果实似玉珠，这里因盛产玉珠而得名。秦始皇命迁来百姓三万户到琅邪修筑琅邪台，其后在此居住，免除他们十二年的赋税徭役。秦始皇在此立石刻字，歌颂秦帝国功德。碑文云：
“......端正一切法度，整治万物纲纪。彰明人事之宜，提倡子孝父慈。......实行重农抑商，为使百姓富裕。......统一器物度量，统一书写文字。日月照耀之处，车船所到之地，无不遵奉王命，人人得志满意。......除疑惑定法律，无人不守法纪。地方长官分职，各级官署治理，举措必求得当，无不公平整齐。......劳役不误农时，百业繁荣富足。黎民安居乐业，不再用兵动武。六亲终得相保，盗寇从此尽除。欢欣接受教化，法规都能记住。天地四方之内，尽是皇帝之土。西边越过沙漠，南边到达北户。东边到达东海，北边越过大夏。人迹所到之处，无不称臣归服。功高盖过五帝，恩泽遍及马牛。无人不受其德，家家安宁和睦。”
立石刻辞结束，有琅邪术士徐福上书给秦始皇说，海中有三座神山，名叫蓬莱、方丈、瀛洲，仙人居住在那里，请求秦始皇给予三千童男童女，由他统带去寻找三座神山以及山上的仙人。一统中国后的秦始皇，正在梦想如何能长命百岁，永生享受这无比的尊荣，于是便下令征召挑选了童男童女三千，交与徐福到海中寻找仙人。这一下子就造成三千个家庭儿女离散，痛苦不堪。人世间哪里有什么仙山，徐福就此一去不返，传说最终到了日本，如今在韩国最南端的济州岛上，遗留有岛民世代祭奉的徐福登临处，日本有诸多列岛也自认为是徐福的后代。
打发徐福启程出航后，秦始皇车驾返京。
秦始皇二十九年（公元前218年），嬴政第三次出巡，东行至阳武博狼沙，遭到韩国贵胄后裔张良所雇请的大力士以铁锥袭击，由于秦始皇早有防范，出行带了三辆车，都是一个样子的“金银辇车”，大力士不知道秦始皇坐在哪辆车上，铁锥击中了并非秦始皇乘坐的车，将车盖击碎，秦始皇逃得一劫，但是受到很大惊吓，于是中途返京，并通令全国大肆搜查十天，却没有抓获。
秦始皇受到惊吓后，次一年没有出巡。
秦始皇三十一年（公元前216年）十二月，咸阳盛传一首民谣，说：“帝若学仙腊嘉平”，秦始皇遂萌求仙之志，于是把腊月改名为“嘉平”，赐给都城每个里六石米、二只羊。秦始皇每每便装出行，由四个武士陪伴，寻访仙踪，有次晚上在兰池遇见了强盗，武士们打死了强盗，于是在关中大规模搜查了二十天，捕捉强盗余党，无果。
秦始皇三十二年（公元前215年），嬴政第四次出巡，沿渤海到达秦皇岛碣石山，镌刻石碑，为后世垂示规范。
在秦皇岛，秦始皇派燕地术士卢生去访求传说中的北海仙人羡门、高誓，又派韩生、侯生、石生去寻取长生不死的灵药。然后从辽东至雁代巡行北方边境，从上郡回到咸阳。
回到咸阳时，卢生从北海寻仙回来了，向秦始皇作报告，他献上了一部图书，说是在海外抄录的，上面有一句“亡秦者胡也。”秦始皇理解这个“胡”是指胡人，于是便派遣将军蒙恬向北往攻胡人。孰料想机缘巧合，这个“胡”应在了他的儿子胡亥身上。
蒙恬率三十万大军北击匈奴，一举将匈奴逐出其发源地鄂尔多斯高原河套，在榆中（今内蒙古伊金霍洛旗以北）至阴山一代设置了三十四个县。接着，蒙恬又渡过黄河，占据了阳山，迁徙大批内地人民到这里充实边县。其后，蒙恬遵照秦始皇之命，修筑西起陇西的临洮（今甘肃岷县）的长城，秦始皇进而下令在全国再次大举征伐役徒，将原燕、赵、秦长城连为一体，形成东至大海西至嘉峪关的万里长城。这项工程更加浩大，造成无数役徒背井离乡，孟姜女哭长城的故事，就是生动写照。
传说有个叫范喜良书生，为躲避服役而从家中跑出，在衙役的追逐中跳进孟姜女家后花园，孟老员外见他知书达礼，就招他为婿，但是成亲三天，范喜良就被衙役抓走了。过去整整一年，范喜良音讯皆无，孟姜女放心不下，就赶做了寒衣，去长城夫。孟姜女一路向北，穿过一座座山、越过一道道水，饿了啃凉饽饽，渴了喝凉水。有一天，她问一位打柴的白发老伯：“这儿离长城还有多远？”老伯说：“很远很远，在幽州北面。”孟姜女想：“就是远在天边，我也要找我的丈夫。”孟姜女风也走，雨也走，终于走到了长城边，打问修长城的役徒：您知道范喜良在哪吗？不知打问了多少人，才打听到邻村役徒，不料这位役徒说：“范喜良上个月累饿而死了，这里死的人太多，埋不过来，监工的都叫填到长城里头了了。”得悉惊天噩耗，孟姜女手抚长城失声痛哭，她的哭泣昼夜不停，哭得成千上万役徒个个低头掉泪，哭得日月无光天昏地暗，哭得秋风悲号海水扬波。忽然一声巨响，长城崩塌了一大段，露出一堆堆人骨。有好心人告诉孟姜女，亲人的骨头能渗进亲人的鲜血。于是孟姜女咬破中指，滴血认尸，找到了了丈夫的尸骨。
在北逐狄胡匈奴的同时，秦王政又派屠雎、任嚣、赵佗等发卒五十万为五军南征百越蛮胡。五路大军中，其中一路由江西南康县境一带向东攻打勾践的后代东越、闽越，置闽中郡；有两路攻取南越，一路由南昌经大庾岭入广东北部，一路由长沙经骑田岭抵番禺，均未经挫折而取胜；其余两路进攻西瓯，一路由萌渚岭进入广西贺县，一路经越城岭取广西桂林以南地区，这两路军队受到西瓯人顽强抵抗。当屠睢率军来到西江畔三罗地域时，路经一个大树林，当地土人埋伏在林中发动偷袭，屠睢面颊与身子中了两支毒箭，这些毒箭是浸泡过蛇蝎剧毒的，屠睢当场从马背跌落幕，坠地而死。公元前214年，秦军终于统一岭南，在那里设置了南海、象郡、桂林三郡。
征讨了南蛮北狄两方胡人，大秦帝国的疆域再次扩大，帝国的天下真的达到”南至户门朝北开的地区，北据黄河为屏障“了。拓展华夏文明圈，这是秦始皇自兼并六国后的另一个丰功伟业。
于是秦始皇在咸阳宫摆酒设宴，七十位博士上前敬酒。仆射周青臣颂扬说：“从前秦国的地域不超过一千里，依靠陛下神灵圣明，平定了天下，驱逐了蛮夷，太阳和月亮所能照到的地方，没有不降服的。把各国诸侯的领土置为郡县，人人安居乐业，没有战争之忧，这功业可以流传万世，从远古以来没有人能赶得上陛下的威德。”秦始皇很高兴。博士淳于越进谏说：“我听说殷周称王天下一千多年，分封子弟和功臣，作为自己的辅助势力。现在陛下拥有天下，而子弟却是平民百姓，偶然出现齐国田常、晋国六卿一样的臣属，无人辅佐靠什么挽救呢？不效法古代而能长久不败的，我没有听说过。如今青臣当面阿谀，来加深陛下的过错，实在不是忠臣。”秦始皇把他的建议交下去讨论。丞相李斯说：“上古五帝的制度不互相重复，夏商周三代的制度不互相因袭，各自都得到治理，并不是后代一定要与前代相反，这是时代变化的缘故。如今陛下开创了伟大的事业，建立了万世不朽的功勋，不是愚蠢的读书人所能理解的。淳于越说的三代的事情，有什么可效法的？从前诸侯纷争，现在天下已经平定，颁布了统一的法令，百姓从事生产，士人学习法律禁令。读书人不向现实学习，而去模仿古代，来指责现行的社会制度，惑乱百姓。我李斯冒死罪说：古代天下分散混乱，不能统一，所以诸侯同时兴起，人们的言论都称道古代，损害现行的政策，文饰虚言空语，搅乱事物的本来面貌，每人都以为自己的学说是最完善的，非议君主所建立的制度。现在皇帝兼并了天下，分辨是非，确立了至高无上的地位。而人们仍在私自传授学问，批评国家的法令教化，听到法令下达，就各用自己的学说去议论，回家时在心里非难，出来时街谈巷议，在君主面前自我吹嘘，以此来沽名钓誉，标新立异，认为超人一等，带着下面的一群信徒编造诽言谤语。这种情况不加以禁止，上则君主的权威下降，下则形成党徒互相勾结。应当禁止这种情况，我希望史官把不是秦国的典籍都烧掉，不是博士官所主管的私家收藏的《诗》、《书》、诸子百家著作，都送到郡守、郡尉那里焚毁。有敢相互私语《诗》、《书》的，在闹市处死示众，以古非今的要杀死全族，官吏知情而不检举的和他同罪。命令下达三十天不烧掉书籍，就在脸部刺上字，成为刑徒城旦。所不烧毁的，有医药、卜筮、农林方面的书籍。如果想要学法令，可以到官吏那里学习。”秦始皇说：“可以照此办理。”
这就是为后世广为诟病的“焚书”。
焚书固然帮助秦始皇统一了人们的思想，但却使先秦大批文献古籍被付之一炬，给中国文化造成重大损失，使春秋末叶以来蓬勃发展起来的自由思索精神，遭受了致命打击，并为后世文化专制政策的推行开了恶例。
秦始皇三十五年，秦始皇又宫廷狭小，听说周文王建都丰，武王建都镐，丰镐相连，是帝王的都城所在。于是就在渭水南岸的上林苑中兴建朝宫。首先建造前殿阿房宫，东西五百步，南北五十丈，殿堂上可以坐一万人，殿堂顶下可以竖立五丈高的旗帜。周围环绕着架起阁道，从殿下直达南山。在南山的山顶上修建标志，作为门阙。在空中架设道路，从阿房宫渡过渭水，与咸阳相连接，以此象征天下阁道越过天河直至营室。秦始皇征发天下各郡役徒及刑徒七十多万人，分成几批营造阿房宫，或修建骊山工程。挖运北山的石头，输送蜀地、荆地的木材，都集中到这里。关中共计宫殿三百座，关外四百多座。
当时，汉高祖刘邦担任沛县泗水亭亭长，在骊山管带沛县发来的役徒。秦始皇多次前来视察工程进展情况，秦始皇所乘坐的“金银辇车”，紫色车盖，车身红底彩画，外表装饰有金涂银叶和龙凤图案，顶部四面绘有行云、龙气等纹饰，四角各镶嵌一个龙头，龙口衔香囊，顶中央有一银莲花坐龙，以红绫为里，碧牙压帖。金银车由六匹马所驾，前面的马以虎皮蒙着眼，警跸车开道，后面的马挂着豹尾，以桃木制作的弓箭辟邪驱魔，车辕、横端、轮毂外侧、轭尾等部位分别采用玉、金、象牙、皮革、漆等材料作装饰，随车驾士三十人。刘邦看到秦始皇出行的场面，由衷赞叹：“大丈夫当如是也。”
这时候，秦始皇责问之前所派遣的术士们，为什么寻访仙人仙药不得。卢生对秦始皇说：“应该是有什么东西妨碍了他们。按照仿仙术要求，君主应隐蔽行迹，躲避恶鬼，躲避了恶鬼，真人就来了。君主居住的地方，臣属都知道，就会妨碍神仙。希望您居住的宫殿不要让人知道，然后长生不死的仙药大概就可以找到了。”秦始皇说：“好，我羡慕真人，从今称‘真人’，不称‘联’。”就命令把咸阳附近二百里内的二百七十座宫殿，都用空中架设的道路和地面上的甬道连接起来，把帷帐、钟鼓、美人安置在里面，各种布置不得移动。所临幸之处，如果有人把地点说出去，罪当处死。有一次秦始皇帝临幸梁山宫，从山上看见丞相随从车骑众多，做出不以为然的神色，宫中侍从就告诉了丞相，为此丞相就减少了随从车骑。秦始皇生气地说：“这是宫内的人泄漏的。”于是下令审问宫人，却没有人认罪，于是便把当时在他身边的人全部杀掉了，从此以后再没有人知道他的行迹在什么地方了。
然而，真人并没有出现。卢生、侯生担心把戏终究会被戳穿，便商量说：“秦始皇为人刚愎暴戾，自以为是，吞并了天下万事称心如意，为所欲为，认为自古以来没有人能赶上自己。他倚重治狱的官吏，虽然有博士七十人并不信用，而丞相和大臣都是接受已经决断的公事，一切依赖皇帝处理。皇帝喜欢采用刑罚杀戮来确立自己的威严，天下人害怕获罪，只想保持禄位，没有人敢竭尽忠诚。皇帝不能听到自己的过失，日益骄横，臣下因恐惧而屈服，用欺骗来取得皇帝的欢心。根据秦朝的法律，方伎不灵验就处以死刑。我们再不逃跑，性命难保。”于是就逃跑了。
秦始皇听说二人逃跑，十分恼怒，在朝会上对大臣们说：“我先前查收了天下所有不适用的书都把它们烧掉，征召了大批文章博学之士和有各种技艺的方术之士，想用他们振兴太平。可韩生离去后一直不来复命，徐福耗费巨万无影无踪。他们没有得到仙药，只是每天传一些为奸谋利的事情。我对卢生、候生很尊敬，赏赐丰厚，他们却诽谤我加重我的不仁。咸阳的一些儒生，我派人察问，有的制造怪诞邪说惑乱百姓。”于是，朝廷派御史逐一审问这些人，这些人则辗转互相告发，最终被告发牵连了四百六十多人，全部予以活埋了。秦始皇诏令全国，使全国都知道这件事，借以警戒后人。这就是“坑儒”。其实秦始皇“坑儒”本意主要是针对卢生、侯生、徐福、韩众等方术士，并非针对孔子门徒儒生，只不过城门失火殃及池鱼，牵连了不少读书人。
由于样机了不少儒生，秦始皇的长子扶苏劝告他说：“天下平定不久，远方百姓尚未安辑，儒生都学习和效法以仁德著称于世的孔子，现在您用严厉的刑罚绳治他们，我担心天下动乱，希望您明察此事。”秦始皇正在气头上，容不得半点劝诫，就把扶苏打发到上郡边塞蒙恬那里去了，这就为秦始皇死后赵高谋立胡亥埋下了伏笔。
秦始皇三十七年十月，秦始皇第五次出巡，以左丞相李斯跟随，以右丞相冯去疾留守京城。秦始皇的小儿子胡亥很羡慕，要求跟着去，秦始皇答应了。此次出巡，目的地是楚地，因为有术士跟秦始皇说，东南有天子之气，当时又广泛流传c楚地一位贤者南公的话，叫做“楚虽三户亡秦必楚”，于是秦始皇决定凭借自己真龙天子之身去压这股天子之气。十一月，走到云梦，朝九疑山方向望祭虞舜，然后浮江而下，观览籍柯，又渡过江渚，途经丹阳，到达钱唐，在浙江岸边，看见波涛凶险，就向西走了一百二十里，从江面狭窄的地方渡了过去，登上会稽山，祭祀大禹，又望祭南海，树立石碑，致辞颂扬功德。
此次出巡，后来的西楚霸王项羽和他的叔父项梁挤在人群中观看，当看到秦始皇豪华的车驾时，项羽对项梁说：“彼可取而代之。”口气与刘邦截然不同，刘邦是发自内心的由衷赞叹，项羽则是一副不服不忿的表示。项梁听到项羽如此说话，急忙将他拦住，不让他接着再说下去。
随后，秦始皇经吴县，从江乘渡江，沿海边北上，再次到达琅邪。琅邪方士们因徐福耗费了很多钱财出海寻仙而不归，害怕受到谴责，就欺骗秦始皇说：“三座仙山是可以到达的，仙药是可以得到的，之所以得不到，是因为常常苦于鲨鱼的袭击，希望陛下派擅长射箭的人和我们一起去，鲨鱼出现就用连弩射死它。”是夜，秦始皇梦到与海神交战，醒来询问占梦的博士，博士说：“海神是看不到的，它的到来，是以大鱼和蚊龙为征候的。陛下祷告和祭祀周到而又恭谨，却出现了这个凶恶的海神，应当把它铲除，然后善良的神物就能到来。”于是秦始皇便让人携带捕获大鱼的用具，而他自己则亲自手持连弩，等待大鱼出现射死它。从琅邪往北到达荣成山，一路没有见到大鱼。到了之罘，遇见了大鱼，射死了其中一条。然后离开海向西行。
到了平原津，秦始皇得了重病，虽然他一生都在寻求长生不老仙药，讨厌谈到死，但此时也自感无法抗拒生命的自然运作规律。随着病势一天天加重，秦始皇感觉自己大限已到，当务之急是赶快确定立储之事。长子扶苏虽与自己政见不合屡屡进谏，但他为人“刚毅而武勇，信人而奋士”，再加上大将蒙恬的辅佐，无疑会是一位贤能的君王。况且，依照嫡长子继承制也应该传位于他。于是，秦始皇当下召来兼管着皇帝符玺和发布命令诸事的赵高，让他代拟一道诏书给长子扶苏，命他将军事托付给蒙恬，赶回咸阳主持丧事。秦始皇没有把话说明白，但这实际上已确认了扶苏为继承者的身份。诏书封好后，秦始皇吩咐赵高火速派使者发出。岂料赵高见秦始皇病危，竟胆大包天偷偷将诏书扣下。原来，太子扶苏与赵高向来不合，赵高担心扶苏继位于自己不利，而幼子胡亥素来亲近自己，于是图谋以胡亥能继承帝位，那么自己的前途则无可限量。
七月丙寅，秦始皇死于沙丘平台。
丞相李斯鉴于皇上死在外面而太子又未确立，怕天下人知道后会大乱起来，也担心秦始皇的诸多儿子们来争夺皇位，于是就封锁了消息，将棺材置于辒辌车内，队伍所经之处，进献食物、百官奏事一切如故，除了胡亥、赵高和五六名宠幸之臣知晓秦始皇已逝外，其余的人均被蒙在鼓里。
一天傍晚，车队停下住宿。赵高带着扣压的遗诏来见胡亥，对他说：“而今大权掌握在你我和丞相手中，希望公子早作打算。”胡亥当然想登上皇帝宝座，但却故作姿态对赵高说：“父皇病逝的消息还没有诏示天下，怎么好就去麻烦丞相呢？”赵高说：“公子不必瞻前顾后，机不可失，时不再来。这事没有丞相的支持不行，臣愿替公子去与丞相谋划。”
赵高找到李斯，对李斯说：“皇上驾崩一事，外人无从知道，给大公子扶苏的诏书及符玺在我这里，定谁为太子，全在丞相与某家一句话，丞相看着办吧！”
李斯大惊，听出了他想篡诏改立的意图，当下断然拒绝，义正辞严地说：“如此大逆不道的话，你怎么说得出口？李斯本来出身低微，幸得皇上提拔，才有今日的显贵。皇上现今将天下存亡安危托付给你我，怎么能够辜负他呢？”
赵高并不正面回答，而反问李斯：“依丞相你之见，在扶苏的信任程度方面，你与蒙恬将军谁强呢？”李斯沉默半晌说：“我不及也。”赵高进一步说：“丞相是个聪明人，其中的利害关系恐怕比高看得更清楚。大公子一旦即位，丞相之职必定落入蒙恬之手，到时候，你还能得善终吗？胡亥公子慈仁敦厚，实乃立嗣的最佳人选，希望丞相仔细度量度量。”
听了这话，李斯心乱如麻。人恐怕都是这样，一旦涉及切身，考虑问题必然从自己出发。经过激烈的思想斗争，李斯答应了赵高。赵高见计已成，欣喜若狂，马上与李斯合谋，假托始皇之命，立胡亥为太子，又另外炮制一份假诏书送往上郡，以“不忠不孝”的罪名赐扶苏与蒙恬自裁。
扶苏接到诏书后，如晴天霹雳，他失声大哭着，转身回到帐中就要拔剑自杀。蒙恬多年追随秦始皇，对这份诏书有所怀疑，劝阻他说：“陛下而今出巡在外，又没有立定太子，诸公子必定都虎视眈眈，暗含窥伺之心。他委任你我监军守边，足见信任之深。今天忽然派使者送来赐死命令，怎知不是有诈？不如提出恳请，弄清楚再死不迟。”那使者早就受了赵高胡亥等人的交代，只在一旁不断地催促。扶苏则认为是其父责备他，说：“陛下当年令我监军，已是无立我为太子之心也。今胡亥既定为太子，年最幼，陛下必是恐诸公子不服，尤其是我。你我领三十万大军，守边御贼，其势足以谋反，虽陛下神威天降，却也不得不防。陛下赐我以死，正为此也。我一日不死，陛下一日不得心安。”言罢挥剑自杀。蒙恬不肯不明不白地就死，使者便将他囚禁在阳周（今陕西子长县北），将兵权移交给副将王离，又安排李斯的亲信为护军，这才回去复命。胡亥听说扶苏已死，就有释放蒙恬的念头。此时正好遇上蒙恬的弟弟蒙毅替秦始皇祭祀名山大川归来，赵高和蒙毅有积怨，同时也担心日后蒙氏重新掌握大权，于是对胡亥进谗言道：“先帝本来早就想选贤立太子，就是因为蒙毅屡次阻止才没有实行。这种不忠惑主的人，不如杀之，永绝后患。”胡亥信以为真，就派人把蒙毅拘留在代地（今河北蔚县东北），其后将蒙氏兄弟一并杀害。
赵高见障碍已除，便建议胡亥赶快回去继承皇位。由于气候炎热，始皇的尸体已开始腐烂，一阵阵恶臭从车中传出。为掩人耳目，赵高便命人买来大批鲍鱼将臭味盖住，一行人浩浩荡荡回到了咸阳，这才发丧，公告天下，不久举行了空前隆重的葬礼。太子胡亥称帝，是为秦二世。赵高官被封郎中令，成为了胡亥最亲信的决策者。
