李斯參與了趙高的計謀，即偽造秦始皇給丞相的遺詔，立胡亥為太子，胡亥即為秦二世。另又偽造了一封秦始皇致扶蘇的信，信中指責扶蘇征戰無果，無端怨恨父王，對父王不孝，並賜劍逼他自殺。扶蘇接此信後，痛哭不已。大將蒙恬本想勸說扶蘇保全自身，保扶蘇仍拔劍自刎。蒙恬也被趙高手下的人囚禁了起來。
胡亥繼位之後，在趙高等人唆使下，以嚴峻的法令、殘暴的刑罰統治國家，鎮壓人民，連群臣們都被逼得沒辦法，想要謀反的人很多。這時的秦二世又耗費民力，建造豪華宮殿阿房宮，沉重的租稅和兵役、勞役壓得人民喘不過氣來，以致終於引發了陳勝、吳廣起義。李斯見局勢越來越惡化，多次進諫秦二世，可秦二世非但不予采納，反而指責李斯身居高職，沒有讓大兒子李由很好地遏製農民起義軍的活動。李斯害怕了，又不肯放棄爵位俸祿，隻得上書稟奏，討好迎合秦二世。可這樣一來，秦朝的社會局勢越來越糟糕。
李斯不願看到秦始皇統一的天下葬送在秦二世手裏，勸阻秦二世無果，隻得上書陳述趙高的罪錯。李斯把趙高說成亂臣賊子，有邪淫的心思和叛逆的行為，所竊取的財富數量驚人，並已在竊取秦二世的威信，很可能斷送天下，懇請秦二世提防。然而，秦二世太信任了趙高了，李斯這一番懇切的話，反而被他理解為李斯另有圖謀，在翦除了趙高之後企圖篡權，以至殺死自己。秦二世於是把李斯的進諫內容告訴了趙高。趙高當即認定李斯正在籌劃謀反，必須對他采取行動，秦二世便把處置李斯一事全部交給了趙高。
李斯以及他的宗族和門客很快被拘捕。趙高親自審訊李斯，用大板拷打李斯一千多下，逼他承認謀反一事。李斯屈打成招，承認了很多不存在的所謂罪錯，但還想著上書秦二世，請秦二世保全他的生命。可趙高壓住了李斯的奏書，不讓它交給秦二世，同時指派自己的門客，假扮禦史、謁者、侍中等官員，輪番審訊李斯。李斯一旦否認自己的屈招，說出實情，趙高就派人嚴刑拷打他。秦二世派使者前來詢問李斯一案的審理情況，趙高偽造了李斯的供狀，並據此寫了一份判決書，判決李斯受腰斬之刑。秦二世讀了趙高所寫的判決書後，說：“幸虧了趙高君呀，否則我就要被李斯害苦了！”
秦二世二年，李斯在鹹陽市上被腰斬，同時受刑的還有他的次子。當李斯和次子被押往刑場時，李斯無比留戀生命地對次子說：“我真想與你再牽著黃狗，一起去老家小城的東門外追逐狡兔啊！”說完，父子倆相擁大哭。這時，李斯的大兒子李由已被農民起義軍殺死，而李斯的整個家族被趙高誅滅。
李斯冤死後，趙高當了中丞相，獨攬大權。為表示自己權勢重大，還演出了指鹿為馬的荒唐劇，明明在眼前的是一頭鹿，竟敢在秦二世麵前說成一匹馬。秦朝的局勢越來越動蕩，而以劉邦、項羽為首的農民起義風起雲湧。幾年後，叱吒一時的秦朝就被推翻了，秦二世也被趙高脅迫而自殺。