徐福的話使秦始皇不由得想起了自己近來做的一個怪夢，夢中的他與一個人形的海神搏鬥，醒來後便問占夢博士，占夢博士說：“真正的海神是不可見的，這分明是大魚蛟龍在作祟。隻有將這樣的惡神除去，善神才能到來。”徐福的這番話，恰與他的夢境印合，這讓他深信不疑。
而此時的徐福，內心卻是矛盾的，一方麵，他感到有些忐忑不安，唯恐對這位暴戾皇帝的性情把握不準，而招致殺身之禍；而他又是得意的，這來源於他對秦始皇心態的準確探測。從皇帝的氣色上，徐福看出了他的虛弱和迫不及待。或許徐福是有福氣的，他編出的話，居然得到了秦始皇的親自驗證。
秦始皇決定親自動手射殺鮫魚，同時護送徐福再次入海。於是，秦始皇和徐福一起，率數千名童男童女、百工，帶著五穀和捕巨魚的工具，從琅琊台出發北上。一路上，秦始皇帶領善射者張開連弩，等候大魚的出現。船隊行至榮成山，未見到蛟龍和大魚，又由此折向西。當行至芝罘（今山東煙台）時，果然見到了一條大魚，將其射殺，秦始皇便認為此後當可無虞了。
於是，秦始皇再次命令徐福帶領童男、童女三千人，以及各類工匠及穀種入海為自己尋求仙藥。
目送著徐福的龐大船隊消失在海天連接處後，秦始皇一行往海西而去。據傳說，徐福率領船隊橫渡渤海至遼東半島，然後沿遼東半島東南近海至朝鮮半島，再由朝鮮半島西部近海折南而行，橫渡朝鮮海峽，最終到達了日本，從此一去不回！
然而此時的秦始皇臨近天命之年，為國事勞心了近30年，平日裏，他每天都要處理重達120斤的文件奏折，又常常縱酒後宮，身體實際早已經被拖垮。這一次，長時間的巡遊跋涉，異地起居和季節變化更加重了身體上的不適，再加上迎著海風巨浪獵殺大魚，羸弱的身體再也支撐不住，倒了下來。
嬴政抱病繼續巡遊，一路上還念念不忘琅琊台，苦盼著入海求仙的徐福為他帶回不老之藥。秦始皇的希望與苦盼注定是要落空的，他的“做得皇帝欲登仙”的美夢，他的建立千秋霸業的雄心，終於破滅在回程的路上。公元前210年，秦始皇一行到達沙丘平台，此時的嬴政已經病入膏肓，不得不在沙丘宮暫時住下。
大帝駕崩，禍起宮中
秦始皇終於病倒了，一路上越病越重，於是隻好下令中止巡遊，返回國都鹹陽。秦始皇此時還沒有立太子，而他又一心想要長生不老，十分忌諱這個“死”字，所以群臣也不敢在他麵前提立儲這個問題。隨著病情日漸加重，秦始皇本人也意識到自己大限已到，來日無多，便讓趙高代筆給長子扶蘇留下遺詔。這封詔書隻有十二個字：“以兵屬蒙恬，與喪會鹹陽而葬。”意思就是說，讓統兵駐守在北方邊境的扶蘇見到詔書後，立即將統兵一事全權交與蒙恬將軍，馬上回都城鹹陽主持皇帝的喪葬之禮。
由此可以看出：秦始皇是有意培養扶蘇的。秦始皇雖然有二十來個孩子，但大多數他都看不上眼。而對扶蘇，秦始皇是有所期待的。上郡（今陝西榆林市東南）監軍一職，手中掌握30萬軍隊，能得到如此大的權力，可見秦始皇是有意而為，想讓他繼承大統。這樣的安排，對扶蘇日後繼承帝位是一個很好的鋪墊，一方麵可以鍛煉扶蘇的能力，更重要的是樹立他的威信。秦始皇這樣安排是正確的，隻是後來出現了始料未及的變故，他也就回天無力了。
趙高將這封詔書寫完後，加蓋上了皇帝的璽印。然後，封緘待發。而秦始皇在這時，也閉上雙眼，與世長辭了。
公元前210年，秦始皇三十七年七月丙寅，“千古一帝”秦始皇嬴政在沙丘宮的病榻上咽下了最後一口氣，他那充滿著傳奇色彩的人生之旅也走到了盡頭。這一年，嬴政50歲。
秦始皇崩逝，死訊隻有公子胡亥、丞相李斯、中車府令趙高及貼身侍宦等五六個人知道。丞相李斯看到皇帝死在巡遊的路上，離都城鹹陽太遠，太子還沒有冊立，認為應該先保守秘密，封鎖消息，以免引起天下大亂。於是他們把秦始皇屍首放置在車中，所有儀式照常進行，巡行車隊繼續前進，一切安排都像皇帝在世的時候一樣。
但由於當時天氣炎熱，時間一長，秦始皇的屍體便開始腐爛並散發出臭味。於是，為了掩人耳目，李斯又下令在車上放了很多鮑魚，屍體的臭味和鮑魚的臭味混合在一起，就讓人分辨不出來了。就這樣，秦始皇去世的消息一直被隱瞞了下去，直到抵達鹹陽，李斯才向天下宣布。
秦始皇，這位一生叱吒風雲、號令天下的曠世之君，哪裏會料到，自己死後居然會和一車臭氣熏天的鮑魚做伴。然而，更讓他想不到的是，在屍骨未寒之時，自己一手提拔重用的臣子居然密謀篡改了他的遺詔，葬送了大秦帝國的萬世基業。
沙丘之變
秦始皇突然離世，遺詔和皇帝印璽就一起留在了中書府令趙高手中。趙高本是位宦臣，卻也是秦始皇小兒子胡亥的老師，此次出行，就是由他掌管著秦始皇的大印和文書，權力炙手可熱，可謂一人之下，萬人之上。然而，就是他，這個中國曆史上的跳梁小醜，一個猥瑣卑賤的閹人，卻決定了大秦帝國的命運，成為大秦王朝的掘墓人。也在史書上留下了濃重的一筆——遺臭萬年的昭彰罵名和指鹿為馬的千古笑談。