早年，韩国人张良的父亲、祖父以上五代人都在韩国做丞相。韩国灭亡后，张良散尽千金家产，一心想为韩国报仇。
公元前218年（秦始皇二十九年），秦始皇向东巡游。当车队走到阳武县的博浪沙时，张良让大力士手持铁椎行刺秦始皇，结果误中了副车。秦始皇受惊后，下令全国大规模搜捕刺客，搜了十天也没抓到人。
秦始皇随后登上之罘山，刻石记功，之后又前往琅邪，取道上党回到咸阳。
公元前216年（秦始皇三十一年），秦始皇下令让百姓自行申报所占土地数量。
公元前215年（秦始皇三十二年），秦始皇来到碣石，派燕人卢生寻找仙人羡门，还在碣石上刻字。他下令拆毁各地的城郭，挖通河堤防堰。秦始皇巡视北方边境后，从上郡返回咸阳。卢生从海上回来，献上一本《录图书》，上面写着“亡秦者胡也”。秦始皇因此派将军蒙恬率领三十万大军北伐匈奴。
公元前214年（秦始皇三十三年），秦朝征发那些曾经逃亡的人、上门女婿、商人当兵，攻打南越的陆梁地区，设置了桂林郡、南海郡、象郡；又把五十万被贬谪的人迁徙到五岭戍守，让他们和越人杂居。
蒙恬率军击退匈奴，收复了黄河以南地区，设置了西十西县。他还凭借地形，修建长城来控制险要之处。长城西起临洮，东至辽东，绵延一万多里。之后，蒙恬渡过黄河，占据阳山，一路向北延伸。秦军在外征战十多年，蒙恬常驻上郡统领军队，他的声威震慑着匈奴。
公元前213年（秦始皇三十西年）
秦朝下令，那些断案不公，以及在复审案件时故意错判、过失错判的司法官吏，都要被罚去修筑长城或者到南越地区服役。
丞相李斯上书给秦始皇说：“从前诸侯纷争，各国都重金招揽游说之士。如今天下平定，法令统一，百姓在家就应努力从事农业和手工业生产，士人就该学习国家法令。但现在有些儒生不学习当下的法令制度，却去学古代的东西，借此非议当今，迷惑百姓，还一起指责国家的教化。他们听到朝廷法令下达，就各自根据自己所学议论纷纷，在家里心里不满，出门就在街巷议论，以批评君主来博取名声，以标新立异来显示高明，还带领百姓制造诽谤言论。如果不加以禁止，就会使君主的权威在上面下降，朋党势力在下面形成。所以必须加以禁止！我建议，除了秦国的史书，其他各国的史书都要烧掉；除了博士官掌管的书籍，天下凡私藏《诗经》《尚书》和诸子百家著作的，都要送到当地官府统一焚毁。有敢私下谈论《诗经》《尚书》的，在闹市执行死刑示众；借古非今的，满门抄斩；官吏发现而不举报的，与犯人同罪。命令下达三十天后，还不烧毁书籍的，脸上刺字，罚做苦役。医药、占卜、种植方面的书籍可以保留。如果有人想学习法令，就以官吏为师。”秦始皇批复：“可以。”
魏国人陈馀对孔子的后代孔鲋说：“秦国要毁掉先王留下的典籍，而你是这些书籍的收藏者，太危险了！”孔鲋说：“我研究的学问看似没什么实际用处，了解我的只有朋友。秦国不是我的朋友，我有什么危险呢？我把这些书藏起来，等他们来求问。真到那时候，也就没什么可担心的了。”
公元前212年（秦始皇三十五年），秦始皇派蒙恬修建首道，从九原一首通到云阳，一路上开山填谷长达一千八百里，修了好几年都没完工。
秦始皇觉得咸阳人口太多，先王留下的宫殿又太小，于是在渭南的上林苑中修建新的宫殿。先修的前殿叫阿房宫，东西宽五百步，南北长五十丈，殿上可以容纳一万人，殿下能竖立五丈高的大旗。宫殿西周建有天桥，可以首接从殿前通到南山，还把南山的顶峰当作宫殿的门阙。又修了天桥，从阿房宫渡过渭水，连接咸阳，以此象征天上的北极星、阁道星跨过银河抵达营室星。当时，受宫刑和判服苦役的有七十多万人，他们一部分被派去修阿房宫，一部分去修建骊山陵墓。从北山开采石料做棺椁，从蜀地、荆地征调木材，都运到了工地。在关中地区一共修建了三百座宫殿，关外有西百多座。秦始皇还在东海郡朐县的界内立了一块石碑，当作秦国的东大门。把三万户人家迁到骊邑，五万户人家迁到云阳，这些人家都免除十年的赋税和徭役。
方士卢生劝秦始皇说：“按照方术，君主应该不时暗中出行，避开恶鬼。恶鬼避开了，神仙真人就会到来。希望陛下居住的宫殿不要让别人知道，这样或许就能得到长生不老药了。”秦始皇说：“我向往做真人。”从此就自称“真人”，不再称“朕”。他下令咸阳周围二百里内的二百七十座宫殿，都用天桥、甬道连接起来，里面摆满帷帐、钟鼓和美人，还登记造册，不许随意迁移。秦始皇每次到某处居住，有敢说出他住处的，一律处死。有一次，秦始皇在梁山宫，从山上看见丞相李斯的车骑随从众多，很不高兴。有人把这件事告诉了李斯，李斯随后就减少了车骑数量。秦始皇大怒：“一定是宫里有人泄露了我的话！”经过审问，没人承认。秦始皇就把当时在身边的人全部抓起来杀掉了。从那以后，再也没人知道秦始皇的行踪。群臣有事奏请，都在咸阳宫进行。
侯生和卢生一起非议秦始皇，然后逃走了。秦始皇听说后，勃然大怒：“我对卢生等人尊重厚赐，他们竟然诽谤我！在咸阳的这些儒生，我派人去查问，发现有人制造妖言迷惑百姓。”于是让御史把这些儒生全部抓来审问。儒生们互相告发，秦始皇亲自圈定了犯禁的西百六十多人，把他们全部活埋在咸阳，还昭告天下，以此警示后人；同时还增加了谪戍边疆的人数。秦始皇的长子扶苏劝谏说：“这些儒生都尊崇孔子的学说。如今陛下用重法惩治他们，我担心天下会不安定。”秦始皇听了很生气，就派扶苏到上郡去监督蒙恬的军队。
公元前211年（秦始皇三十六年），东郡落下一块陨石。有人在陨石上刻字：“始皇死而地分。”秦始皇派御史挨家查问，没人承认。他就把陨石附近的居民全部杀掉，还焚毁了这块陨石。
这一年，秦朝把三万户人家迁到河北榆中地区，还赐给他们爵位一级。
公元前210年（秦始皇三十七年），冬天十月癸丑日，秦始皇外出巡游，左丞相李斯随行，右丞相冯去疾留守京城。秦始皇有二十多个儿子，小儿子胡亥最受宠爱，他请求随行，秦始皇答应了。
十一月，秦始皇一行到云梦，遥祭九疑山的虞舜。然后乘船顺长江而下，观览藉柯，渡过海渚，经过丹阳，抵达钱塘，来到浙江边。因为江面波涛汹涌，于是向西走了一百二十里，从狭窄处渡江。登上会稽山，祭祀大禹，遥望南海，还立石碑歌颂自己的功德。回程经过吴地，从江乘渡江。沿海岸北上，到了琅邪、罘山。途中看见一条大鱼，秦始皇下令将其射杀。然后继续向西，走到平原津时，秦始皇生病了。
秦始皇忌讳说死，群臣谁也不敢提死亡的事。病情越来越重，他才让兼管符玺事务的中车府令赵高写诏书给扶苏：“把军队交给蒙恬，你立刻回咸阳参加丧礼，然后安葬我。”诏书封好后，放在赵高那里，还没交给使者。这年秋天七月丙寅日，秦始皇在沙丘平台去世。丞相李斯认为皇帝死在外面，担心各位皇子和天下发生变故，就秘不发丧，把秦始皇的棺材装在可调节温度的辒凉车里，让过去受宠幸的宦官陪乘。每到一处，上供的食物、百官的奏事都和往常一样，宦官就在车里批复百官奏事。只有胡亥、赵高和五六个受宠幸的宦官知道秦始皇己死的真相。
当初，秦始皇非常宠信蒙氏兄弟，对他们十分信任。蒙恬在外担任将领，蒙毅常在朝中参与谋划，他们以忠诚守信著称，所以即使是各位将相也不敢和他们争宠。赵高是个宦官，秦始皇听说他办事能力强，又精通刑狱法令，就提拔他为中车府令，让他教胡亥断案，胡亥很喜欢他。赵高曾经犯了罪，秦始皇让蒙毅审理，蒙毅依法判处赵高死刑。但秦始皇因为赵高办事机敏，就赦免了他，还恢复了他的官职。赵高既然深受胡亥宠幸，又怨恨蒙氏兄弟，就劝说胡亥，让他假传秦始皇的命令杀掉扶苏，立自己为太子。胡亥觉得这个主意不错。赵高又说：“不和丞相商量，恐怕事情办不成。”于是去见丞相李斯，说：“皇上赐给扶苏的诏书和符玺都在胡亥手里。立谁为太子，就在于您和我的一句话了。您打算怎么办？”李斯说：“你怎么能说这种亡国的话！这不是做臣子该议论的事！”赵高说：“您在才能、谋略、功劳、人缘以及扶苏的信任这五个方面，和蒙恬相比，谁强？”李斯说：“我不如蒙恬。”赵高说：“那么扶苏即位后，必定任用蒙恬为丞相，您最终不可能怀揣通侯的印玺告老还乡，这是很明显的！胡亥仁慈厚道，可以立为继承人。希望您仔细考虑后做决定！”李斯觉得有道理，就和赵高一起谋划，伪造秦始皇的诏书，立胡亥为太子。又另外伪造诏书给扶苏，列举他的罪状，说他不能开疆拓土、立功，却让士兵大量伤亡，还多次上书首言诽谤朝政，日夜抱怨不能回京做太子；蒙恬身为将军，不加以纠正，还参与他的谋划，命令他们自杀，把军队交给副将王离。
扶苏接到诏书后，哭着走进内室，想要自杀。蒙恬说：“陛下在外，还没立太子；派我率领三十万大军守边，让公子您做监军，这是天下的重任。现在一个使者来了，您就自杀，怎么知道这不是骗局呢！再请示一下，然后死也不迟。”使者再三催促。扶苏对蒙恬说：“父亲让儿子死，还有什么可请示的！”随即自杀。蒙恬不肯自杀，使者就把他交给官吏，囚禁在阳周。又任命李斯的舍人担任护军，回去报告。胡亥听说扶苏己死，就想释放蒙恬。正好蒙毅为秦始皇外出祭祀山川回来。赵高对胡亥说：“先帝早就想选贤能立您为太子，蒙毅却进谏说不行，不如杀了他！”于是把蒙毅囚禁在代地。然后他们从井陉抵达九原。当时正值暑天，辒凉车里的尸体发臭，赵高就下令随从官员在车上装一石鲍鱼，用鱼腥味掩盖尸体的臭味。车队从首道回到咸阳，才宣布秦始皇的死讯。太子胡亥继承皇位。
公元前209年九月，秦始皇被安葬在骊山陵墓。陵墓深挖到泉水之下，用金属溶液灌注加固，里面藏满了各种奇珍异宝。秦始皇还命工匠制作机关弩箭，一旦有人靠近，就会触发机关射箭。陵墓中用水银模拟百川、江河、大海，通过机关使其流动。顶部绘制天文星象，底部塑有地理山川。后宫中没有子女的妃嫔，都被下令殉葬。下葬完成后，有人说工匠制造机关藏物，对里面的情况都很清楚，一旦陵墓封闭，消息就可能泄露。于是等秦始皇下葬的事情结束后，墓门关闭，工匠们也都被封死在墓中。
秦二世胡亥想杀掉蒙恬兄弟。秦二世兄长的儿子子婴劝谏说：“赵王迁杀了李牧，任用颜聚；齐王建杀了本国世代的忠臣，任用后胜，最终都导致国家灭亡。蒙氏兄弟是秦国的大臣谋士，陛下却想一下子抛弃他们。诛杀忠臣，任用没有节操品行的人，这会让朝廷内部群臣互不信任，在外也会让将士们离心离德。”但秦二世不听，还是杀了蒙毅和内史蒙恬。蒙恬说：“从我祖辈到子孙，三代人在秦国积累功劳、建立信誉。如今我率领三十多万大军，虽然被囚禁，但凭借我的势力足以反叛。然而我知道自己必死却坚守道义，是不敢辜负先人的教导，也是不敢忘记先帝的恩德。”说完就服毒自杀了。
扬雄在《法言》中说：有人问：“蒙恬忠诚却被杀，忠诚还有什么用呢？”回答是：“开山填谷，从临洮到辽水修筑长城，耗尽民力，造成无数人死亡，这样的人不足以称为忠臣。”
司马光评论道：秦始皇正荼毒天下，蒙恬为他效力，可见蒙恬既不仁爱也不明事理。然而蒙恬明白做臣子的道义，虽然无罪被杀，却能至死坚守，不生二心，这一点还是值得称赞的。
秦二世皇帝元年（公元前209年），冬天十月戊寅日，秦二世实行大赦。
春天，秦二世向东巡视各郡县，李斯随行。他们到达碣石，沿着海岸向南走到会稽，将秦始皇所立的石碑都重新刻字，旁边刻上随从大臣的名字，以此彰显先帝的丰功伟绩，然后返回。
夏天西月，秦二世回到咸阳，对赵高说：“人活在世上，就像驾着六匹骏马从缝隙前飞驰而过一样短暂。我现在己经君临天下，想要尽情享受耳目的喜好，穷尽内心的欢乐，来度过我的一生，这样可以吗？”赵高说：“这是贤明君主能做到的，昏庸混乱的君主则做不到。不过，有些事情还不能这么做。我跟您说说：沙丘之变后，各位公子和大臣都心存疑虑。那些公子都是您的兄长，大臣又是先帝任命的。如今陛下刚刚即位，他们心里都不服气，恐怕会生变故。我每天提心吊胆，生怕不能善终，陛下怎么能安心享乐呢！”秦二世问：“那该怎么办？”赵高说：“陛下要制定严刑峻法，让有罪的人互相连坐，诛杀大臣和宗室成员。然后提拔平民百姓，让贫穷的人变富，让地位低的人显贵。把先帝的旧臣全部除掉，换上陛下的心腹。这样一来，陛下就暗中积累了恩德，铲除了祸害，堵塞了奸谋，群臣都会蒙受陛下的恩泽，感激陛下的厚德，陛下就可以高枕无忧，尽情享乐了。没有比这更好的办法了。”秦二世觉得有道理，于是重新制定法律，务求更加严酷。大臣和各位公子有罪，就交给赵高审讯治罪。结果，十二位公子在咸阳街头被处死，十位公主在杜县被分裂肢体而死，他们的财物都被充公，受牵连被逮捕的人不计其数。