始皇帝二十七年(前219年)至始皇帝三十二年(前215年),秦始皇连续到东方沿海,江淮流域以及北边等地巡游,所到之处,无不刻石颂其功德。到了统治后期,秦始皇迷恋长生不死之术,笃信命数。又说海上有蓬莱、方丈、瀛洲三岛,是神仙居住的地方,有“不死之药”,服后便可“长生不老”。秦始皇想成为“长生不老”的神仙。有些怪迂苟合之徒,如卢生、韩终、徐福、侯生,都投奔秦朝。
始皇帝三十二年(前215年),秦将蒙恬夺河南地,设置34县,建立九原郡(治所在内蒙古包头市西北)。同年,秦始皇又使燕人卢生求羡门、高誓等仙人踪迹,后来又使韩佟、侯公、石生求仙人不死之药。
对于秦始皇这种行为,也有儒生表示劝谏的,博士齐人淳于越建议始皇仍实行分封宗室子弟为诸侯的政策,始皇交给臣下讨论。丞相李斯反对。李斯的奏议促成了秦始皇帝下令焚书禁书,规定史书非秦纪皆烧之;非博士官所职,天下敢有藏《诗》、《书》、百家《论》者,悉诣守、尉杂烧之;有敢偶语《诗》、《书》者,弃市;以古非今者,族。吏见知不举者与同罪。令下三十日不烧,黥为城旦。准保存者,医药卜筮种树之书。若愿学法令,则以吏为师。
始皇心里已感到受骗,于是命令御史案问诸生,互相揭发牵连四百六十余人,始皇下令把他们都在咸阳活埋。有人认为《史记》记载秦始皇坑杀的乃是术士,并不是儒生。
但根据《史记·秦始皇本纪》记载秦始皇坑杀的人“皆诵法孔子”。
秦王政三十七年(前210年),秦始皇死于他第五次东巡途中的沙丘宫(今河北省邢台市广宗县)。 秦始皇死后,赵高采取了说服胡亥威胁李斯的手段,二人在沙丘宫经过一番密谋,假造秦始皇发布诏书,由胡亥继承皇位,还以秦始皇的名义指责扶苏为子不孝、蒙恬为臣不忠,逼迫他们自杀,不得违抗。在得到扶苏自杀的确切消息后,胡亥、赵高、李斯这才命令车队日夜兼程,迅速返回咸阳。
为了继续欺骗臣民,车队不敢捷径回咸阳,而是摆出继续出巡的架势,绕道回咸阳。由于暑天高温,秦始皇的尸体已经腐烂发臭。
为遮人耳目,胡亥一行命人买了许多“鲍鱼”装在车上,“鲍鱼”的味道掩盖了尸体的腐臭味,迷惑了大家。
回到咸阳后,胡亥继位,是为秦二世,赵高任郎中令,李斯依旧做丞相,但是朝廷的大权实际上落到了赵高手中。赵高阴谋得逞以后,开始对身边的人下毒手。他布下陷阱,把李斯逐步逼上死路,李斯发觉赵高阴谋后,就上书告发赵高。