趙高負責審理李斯的案件。趙高命人把李斯立刻拘捕起來，給他戴上沉重的刑具，關在黑暗的監獄中。李斯絕望至極，仰天歎道：“唉，太可悲了！無道之君，怎麼能替他打算呢！過去暴君夏桀王殺忠臣關龍逢，商紂王殺王子比幹，吳王夫差殺伍子胥。被殺的三個人，難道不都是忠臣嗎？然而卻都難免慘死！想來他們雖然盡忠而死，卻是所忠者非其人啊！今天我的智慧雖然趕不上這三個人，但秦二世的無道卻超過了桀、紂、夫差，我因盡忠而死，也算死得其所了。現在秦二世豈不是胡亂治理國家嗎？以前他殺死自己的哥哥扶蘇自立為皇帝；現在又殺害忠臣而提拔低賤的人，並修建阿房宮，橫征暴斂於天下。我並非沒有勸諫他，他不聽我的話啊！凡是古代的明君聖主，飲食都有一定的節製，車輛用具都有一定的數量，宮殿也有一定的規格，下令辦事，浪費資財，損害人民利益的舉動一概禁止，因此才能長治久安。現在他對親兄弟也毫不留情，根本不計後果；亂殺忠臣，也不考慮災難的來臨；大修宮殿，榨取民脂民膏，不愛惜國家的資財。這三件壞事他都辦了，天下人是絕對不會答應他的。現在反叛的人已經擁有半個天下了，他卻仍執迷不悟，反以趙高這樣的奸臣為親信。我一定會親眼看到盜賊打進鹹陽，京師變成廢墟，隻有野獸在這裏走來走去的情景！”
李斯由高高在上的丞相突然變成趙高的階下囚，其悲痛、怨恨、恐懼和求生的心情是可想而知的。可是此時此刻他何必要說這番多餘的話呢？他怨恨秦二世昏庸殘暴，詛咒他是曆史上最可恨的暴君，然而是誰把這個暴君推上皇帝寶座的呢？是誰助紂為虐，幫助這個暴君幹盡了壞事呢？他李斯不是這個暴君的幫凶嗎？他怎麼敢於厚顏無恥地把他與那些為民請命的忠臣相提並論？他根本沒有資格譴責秦的暴政，因為他李斯是秦帝國兩代暴政的主要設計者，他是真正的罪人。遺憾的是他這個罪人應受到反抗暴政的民眾的審判，可審判他的卻是一個與他同樣是罪犯的人——趙高。不過有一點還算他有遠見，那就是他斷定秦帝國一定會在起義者的打擊之下徹底滅亡。
在秦二世的支持下，趙高不費力氣地捏造好了李斯的所謂罪狀。罪狀是李斯與其子李由謀反。罪名一定，李斯整個家族和手下的賓客全都被捕。
李斯堅決不服罪。趙高哪裏肯饒過他，自然是大刑侍候。趙高指使人痛打他一千多棍，李斯實在熬不住酷刑，隻好屈打成招認了罪。李斯之所以沒像馮去疾、馮劫那樣自殺了之，顯然是想活命。他自以為憑著他能言善辯的口才，一定會為自己洗清強加在自己身上的罪名。他認為他有大功於當朝，根本沒有謀反的企圖，這一切全都是無端誣陷。他想找機會奏明秦二世，盼望秦二世能夠回心轉意而赦免他。
從這點看，李斯確實沒有馮去疾和馮劫聰明。李斯當過負責司法的廷尉，親身搞過多少冤假錯案，那時他是怎麼幹的？誰逃脫過他李斯的手掌？再說他不熟悉秦的嚴刑酷法嗎？為什麼還要親自嚐嚐它的滋味呢？尤其可笑的是，他剛剛罵完秦二世是暴君，現在又突然對這個暴君產生了幻想。他的所作所為真是讓人百思不得其解。
李斯不想坐以待斃，他還在拚命地掙紮。為了辯白自己是冤枉的，他在監獄裏寫了個奏疏，其中說：“我當丞相治理百姓，已經三十多年了。當初我到秦國時，秦地方不過千裏，甲兵不過數十萬。是我李斯竭盡微薄之力，謹慎地按法律辦事，暗中派遣謀臣，讓他們帶著金玉資財，去遊說諸侯。又積極主張擴充軍備，整頓政治，獎勵軍功，尊崇功臣，給予他們高官厚爵。因此終能威脅韓國，削弱魏國，攻破燕、趙，夷平齊、楚，最後兼並六國，俘獲其王，立秦王為天子，這是我的第一條罪狀。秦帝國的版圖並非太小，我又力主北征匈奴，南定百越，以顯示秦的強大，這是我的第二條罪狀。尊重大臣，提高他們的爵位，鞏固他們與皇室的關係，這是我第三條罪狀。起立社稷，修築宗廟，以彰揚君主的賢能，這是我第四條罪狀。變更一切不合理的標識，統一度量衡和文字，頒布命令於天下，以提高秦的聲望，這是我第五條罪狀。修馳道，築宮殿，以此顯示君主的功績，這是我第六條罪狀。減輕刑罰，降低賦稅，以此滿足君主爭取民心的要求，使萬民熱愛君主，至死不忘君主的恩德，這是我第七條罪狀。像我李斯這樣的臣子，犯了這麼多罪，早就該死了。幸蒙皇帝使我盡其才能，才能活到今天，希望陛下加以考慮。”
李斯的這本奏疏是一篇為自己評功擺好的申辯書，但他卻有意把功說成是過，是罪狀，這麼做，無非是讓皇帝注意到對李斯的處理是何其荒謬，多麼可笑！提醒皇帝趕快停止這種荒唐的遊戲，翻然醒悟，為其平反昭雪，念其大功在身，重新任用。李斯這本奏疏也是他一生的總結書。從入秦到現在，他認為他共計做了七方麵有功於國、有功於民、有功於君的大事，這些大事足可以載之竹帛，名垂青史。我們必須承認，李斯確實是個風雲時代的風雲人物，他確實以其獨有的才智，利用時代給予他的機遇，做了一些符合曆史發展要求的大事。然而，把這七方麵的功勞毫不客氣地全部據為己有，則未免有貪天之功、不自量力的味道了！曆史究竟是誰創造的？他當然不懂，因此最後他也被曆史所嘲弄，這是自然而然的事情。此外，他竟然在奏疏中把自己說成是個愛民模範，是他減輕了人民的負擔，緩和了階級矛盾，這未免太無恥了！秦二世有的話說得是對的：“你李斯身為丞相，怎麼使盜賊猖獗到如此嚴重的地步！”秦帝國落得今日的下場，李斯能推卸掉罪責嗎？
奏疏本想送交秦二世，但如何能過趙高這一關呢？！在趙高的指使下，奏疏被獄吏扣押下來，趙高說：“犯人哪有權利上奏疏！”所以這本奏疏秦二世根本沒看到，即使看到又能怎樣呢？恐怕也無助於李斯。
趙高為了折磨李斯，命他手下的門客十多人假稱為朝廷的禦史、謁者、侍中，輪番審訊李斯。隻要李斯向他們申辯實情，他們就命令獄吏嚴刑拷打。後來，為了最後定案，秦二世親自派人複審李斯。李斯以為又是趙高要折磨他，始終沒敢改口供，再次承認自己謀反是事實。秦二世的使者把李斯的親口供狀呈交給他，秦二世看後，高興地說：“沒有趙高，我險些被李斯出賣了！”秦二世派到三川郡調查李由罪狀的使者，到三川郡之後，才知道起義軍的項梁早已經把李由殺了。使者回來，李斯已經被趙高控製起來，無從對證。趙高為了治其死罪，硬是把李由確實謀反的謊言上報給秦二世。
公元前２０８年七月，定李斯受五刑（先在臉上刺字。二削鼻。三砍下雙腳腳趾。四用鞭捶死。五斬首，剁成肉醬），要在鹹陽市上將李斯攔腰斬斷。
李斯被押出監獄，綁赴刑場。此時他已是７Ｏ歲左右的老人了，在嚴刑之下，被折磨得遍體鱗傷，血肉模糊，但他的神誌仍然非常清醒。此時此刻，他能想什麼呢？他想到人生的價值。當他在上蔡當小吏時。他認為人生的最大價值就是做人上人，要讓萬人仰慕，萬人敬畏，要讓他人在自己的喜怒下苟活。為此，他在名利場的驚濤駭浪中大膽弄潮，靠自己的好身手終於達到人生權力的頂峰，圓了年青時代的富貴夢。但是，在今天，在通往刑場的路上，麵對著潮水般湧來觀看的民眾，麵對著那憤怒、興奮、好奇、快意的目光，他突然感到自己很渺小、卑微，感到富貴和權力給他帶來了奇恥大辱和滅頂之災。一股強勁的悔恨之感從心底猛湧上來。他多麼留戀人生啊！自己為什麼要走上這條危險之路呢？想到這，他猛然回過頭，對跟在他後麵的二兒子說：“我真想再跟你手中牽著黃狗，肩上架著蒼鷹，一同走出老家上蔡的東門，去打獵捉兔，可這還能辦得到嗎？”說完父子抱頭痛哭。到了刑場，李斯的三族親屬也都被綁在那裏，號令一下，李斯和他的三族親屬在慘叫和呼號中全都倒在血泊中。
李斯死後，秦二世任命趙高為中丞相，事情不論大小都由趙高決定。趙高幹盡壞事，如今又集大權於一身，唯恐群臣不服，就獨出心裁地搞了個政治測驗。有一天，他向秦二世獻上一隻鹿，卻對秦二世說：“我獻給陛下一匹馬。”秦二世感到很可笑，就對趙高說：“丞相，你錯了，怎麼把鹿說成了馬？”趙高若無其事地說：“陛下請問問周圍的人。”跟隨左右的人有的沉默不語，有的說是鹿，更多的人為了拍趙高的馬屁，都說是馬。趙高暗中把說鹿的人記下來，繩之以法。從此，群臣都怕趙高，誰也不敢說他的壞話。
這件事把秦二世弄得瞠目結舌，他懷疑自己神經出了毛病，急忙把太卜召來，讓他算一卦。太卜怎敢得罪趙高，就胡亂說道：“陛下每年春秋二次祭天，奉祀祖宗鬼神，都不虔誠齋戒，所以會搞得如此神誌不清。陛下可以按照以往賢君的作法，虔誠地做一次齋戒。”
正當朝廷的政治被趙高搞得一片黑暗、烏煙瘴氣之際，天下的局勢卻發生了巨大的變化，反抗暴政的民眾已經掀起了新的反抗高潮。
首先，起義軍的一個領袖項羽率軍２萬人準備渡過漳河，去解巨鹿之圍，與秦章邯軍接觸，取得初戰的勝利，斷切了章邯與王離的運糧道，使王離軍陷入缺糧的困境。然後，項羽又帶領全部兵馬渡過漳河，過河之後，破釜沉舟，燒掉營帳，僅帶足三天的糧食，全體將士下了不成功則成仁的決心。包圍王離軍後，經過九次會戰，大破秦軍。章邯隻得引兵退卻。項羽在戰鬥中殺死秦將蘇角，俘虜了大將王離，秦將涉間不肯投降，自殺身亡。巨鹿大捷使秦軍的優勢不複存在，戰爭的主動權轉到起義軍的手中。
與此同時，另一起義軍的領袖劉邦趁項羽和秦軍主力決戰之機，又開辟了另一戰場，沿黃河南岸西進。劉邦收編了陳勝、項梁的潰兵，從碭邑（今江蘇省碭山縣）打到城陽（今山東省FNFEB3縣）、杠裏（今山東省武城縣境），破秦軍。公元前２０７年十一月，劉邦率軍抵達栗邑（今河南省夏邑縣），又收編剛武侯軍四千餘人，跟魏將皇欣、武蒲軍會合，大敗秦軍。公元前２０７年二月，劉邦進攻昌邑（今山東省金鄉縣），跟另一起義領袖彭越相遇，從此彭越率領他的軍隊追隨劉邦。昌邑難攻，劉邦棄而西進，抵達高陽（今河南省杞縣南）。在高陽人酈食其的幫助下，使陳留（今河南省陳留縣）歸附。三月，劉邦進攻開封（今河南省開封市），攻之不克，繼續西進。在白馬（今河南省滑縣）跟秦軍將領楊熊發生遭遇戰，然後又在曲遇（今河南中牟縣）以東大敗楊熊軍。楊熊軍敗守滎陽，秦二世派使臣誅殺楊熊。四月，劉邦南下攻下潁川（今河南省禹縣），屠殺全城人。劉邦又北攻平陰（今河南省孟津縣），進而進攻洛陽東境，但戰場失利。又南下與秦軍戰於韜邑（今河南省魯山縣境），大破秦軍。劉邦用招撫的辦法拿下了宛城（今河南省南陽市）以西許多城池，大軍所過地區，禁止擄掠，秦地人民無不歡心喜悅。
再說章邯在巨鹿被項羽擊敗後，退守棘原（今河北省平鄉縣南），與項羽對壘而陣，相持不下。因為秦軍屢敗，秦二世派人責備章邯。章邯十分恐慌，就派長史司馬欣專程回首都陳述軍情，請求指示。回到鹹陽，司馬欣被滯留在司馬門達三天之久，也沒有見到趙高。他看出趙高對他已經起了疑心，非常害怕，急忙掉頭往回趕。為了安全，他不敢走來時的路，趙高果然派人沿原路抓他，但沒趕上。司馬欣回到軍中，彙報說；“趙高如今大權在握，朝中除他之外沒有說了算的人。現在即使我們打了勝仗，趙高也會嫉妒我們的功勞；打敗了，免不了被處死。希望將軍好好考慮考慮我們的出路。”
正在這時，名士陳餘也給章邯寫了封信，信中說：“過去白起是秦國的名將，南征鄢郢之都，北坑長平之卒，攻城掠地，不可勝計，最後卻被賜死。蒙恬也是秦國名將，北逐匈奴，開辟榆中地區數千裏，竟在陽周獄中被處死。何以都落得這種下場呢？就是因為功勞太大，秦不能一封賞，因此借用法律消滅他們。現在您擔任秦將已經三年了，在您手中損失了幾十萬人，然而造反者卻越來越多。趙高這家夥一貫靠諂媚皇帝過日子，今天局勢危急，他也怕秦二世殺他，因此他必然會殺掉您來推卸責任，派別人代替您的職務來逃避災禍。將軍您長久在外，朝廷內矛盾重重，現在您有功也得死，無功還得死。況且，老天要讓秦朝滅亡了，無論什麼人都看得很清楚。將軍您在此時對朝廷不能直言勸諫，在外卻是個亡國之將，形單影隻，卻想長久地活下去，這種想法難道不可悲嗎？將軍為什麼不調轉槍頭與造反者聯合，約定共同滅秦，然後裂土封王，南麵稱孤呢！這比起身處重刑，妻兒被殺，哪種命運更好呢？”
在章邯舉棋不定時，項羽命令蒲將軍帶兵渡過漳水渡口三戶（今河北省磁縣境），與秦軍交戰，再敗秦軍。項羽緊接著帶領全部人馬在水附近全線進攻秦軍，大敗秦軍。章邯走投無路，不得已投降了項羽軍，秦軍主力到此徹底覆滅。
過去趙高欺騙秦二世說：“關東的強盜沒什麼大作為。”等到項羽俘虜了王離，而章邯等軍屢戰屢敗，救急文書雪片似地傳到朝廷時，當自關以東幾乎全都成了起義軍的天下，特別是章邯投降了起義軍，而劉邦的數萬大軍又攻下通向鹹陽的門戶武關時，趙高才知道大勢不好，慌了手腳。他真怕秦二世一怒之下殺了他，從此裝病不出，根本不去朝見秦二世了。
這時，秦二世做了個夢，夢見一條白虎把他車駕左邊的馬咬死了。醒來之後，心裏很不高興，把占夢之臣找來，問是怎麼回事。占夢之臣說：“這是涇水之神在作怪。”聽到這兒，秦二世跑到望夷宮沐浴齋戒，準備親自祭祀涇水之神。秦二世由此凶兆又聯想到關東險惡的局麵，對趙高非常不滿，於是派人責問趙高關東盜賊何以如此猖獗？趙高預感到災難要降臨到自己頭上了，就暗中與他女婿鹹陽令閆樂和弟弟趙成策劃說：“皇上平時不聽勸諫，今天局勢危急了，卻想嫁禍於我。我想廢了他，讓子嬰當皇帝。子嬰仁慈節儉，百姓都很愛戴他。”商議完畢，他們開始分頭行動。趙高指使宮中的郎中令做內應，詐稱有大股盜賊來了，又命令閆樂召集官吏發兵追趕。趙高怕閆樂中途變卦，竟把閆樂的母親劫持到趙高家當人質，然後派遣閆樂帶領千餘人攻打秦二世所在的望夷宮。他們在宮門前把警衛長綁起來，閆樂責問警衛長說：“強盜已進入宮中，為什麼不製止他們？”警衛長說：“周圍防守得相當嚴密，哪裏來的強盜。即使有，他們怎麼能進得了宮內呢？”閆樂哪聽這套，揮手斬了警衛長，帶著手下的人衝進宮會。他們一路逢人便殺，逢人就射，氣勢洶洶。宮中的警衛和宦官大驚失色，有的逃跑，有的反抗。反抗者被殺數十人。作內應的郎中令和閆樂合在一起又往裏衝殺。突然，有人用箭射中了秦二世禦帳，秦二世大怒，急忙召集左右的侍衛，但左右侍衛在恐慌中都逃得無影無蹤了。當時，隻有一個宦官還留在秦二世身旁，沒敢離去。秦二世問他：“你怎麼不早告訴我有人要謀反，使我落到這個地步？”這個宦官說：“我正因為沒敢說真話，才活到今天；假如我過去把真相告訴陛下，我早就成了刀下之鬼，還能活到今天！”
閆樂終於捕到秦二世，他指著這個暴君說：“你驕橫殘暴，濫殺無辜，現在天下人都背叛了你，你快點想想該怎麼辦吧！”秦二世說：“我可以見見丞相嗎？”閆樂說：“不行！”秦二世說：“我情願當一個郡王。”閆樂說：“不行！”秦二世又說：“我願意當個萬戶侯。”閆樂說：“不行！”秦二世最後哀求說：“我情願與妻子兒女去當普通老百姓，比照王子的待遇。”閆樂說：“我按照丞相的命令，要為天下人殺了你這個暴君，你說得再多，我也不敢傳達你的話！”說完揮兵前進。秦二世這個獨夫民賊在走投無路之時，畏罪自殺了。算起來，秦二世僅比李斯多活了一年。
公元前２０７年九月，趙高命令子嬰齋戒沐浴，按規定的日子去祖廟，接受皇帝的玉璽。子嬰在齋戒中，心裏異常擔憂，終日坐立不安。他和自己的兩個兒子商量說：“趙高在望夷宮殺死秦二世，他怕群臣殺他，才假稱公義，把我推上寶座。我聽說趙高與東方的造反者約定，滅亡秦朝，他在關中稱王。現在讓我齋戒，拜見祖廟，是想在祖廟中把我殺掉。我現在抱病不去，趙高一定會親自來找我。他要來，我們就乘機殺了他！”趙高果然多次派人催促子嬰上路，子嬰就是不動，趙高隻好親自來找子嬰說：“祭祀宗廟是國家大事，大王怎麼不動身呢？”還沒等趙高覺悟過來，子嬰等人乘機在齋宮把趙高刺死，然後發布命令，滅趙高三族！這個壞家夥僅比秦二世多活了幾天，也落得個李斯的下場。
子嬰即位三個月後，劉邦率軍攻入鹹陽，秦國的群臣都作鳥獸散，拋棄了子嬰。子嬰和他的妻子兒女用絲帶捆住自己的脖子，到鹹陽西北的軹道旁去投降義軍。劉邦把他交給官吏，等候發落。沒多久，項羽帶大軍進入鹹陽，不由分說，把子嬰全家通通殺掉，秦帝國就此滅亡，時間是公元前２０６年十月。