坑杀方士
秦始皇厉行暴政，引起了许多方士的不满，方士侯生、卢生曾一起商量说：“秦始皇天性粗暴凶狠，自以为是。他出身诸侯，把天下兼并了，所有的事都称心如意了，开始为所欲为，认为从古到今没有人比得上他。他专门任用治狱的官吏，狱吏们都受到亲近和宠幸。博士虽然也有七十人，但只不过是吃闲饭，根本得不到重视。丞相和各位大臣都只是接受已经决定的命令，依仗皇上办事。皇上喜欢用重刑杀戮显示威严，官员们都怕获罪，都想保持住禄位，所以没有人敢真正竭诚尽忠。皇上听不到自己的过错，因而一天更比一天骄横。秦法规定，一个方士不能兼会两种方术，如果方术不能应验，就要处死，哪里有处处灵验的方士啊。天下的事无论大小都由皇上决定。他贪权亲势到如此地步，咱们不能再为他去找仙药。”于是二人就逃跑了。
秦始皇听说之后十分恼怒地说：“我先前征召了大批方士和博学之士，想用他们炼造仙丹，来使天下获得太平。现在他们花了那么多钱，不但没有找到奇药，反而纷纷逃跑。并且有大量他们非法谋利、互相告发的消息传到我耳朵里。我对卢生等人赏赐优厚，如今他们竟然诽谤我。这些人在咸陽的，我派人去查问过，竟然有人妖言惑众，扰乱民心。”他派御史去一一审查，这些人辗转告发，一共找到四百六十多人。秦始皇将他们全部活埋在咸陽，用来惩戒后人。秦始皇的大儿子扶苏因为此事进谏，也被秦始皇赶到北方戍守边地。
大兴土木
秦始皇在位时修筑了直道，从咸陽经由九原一直到云陽，为了保证直道的畅通，在修筑时甚至挖山填谷。
秦始皇还曾发动天下七十多万刑徒，去修建阿房宫和骊山陵墓。秦始皇认为咸陽人口太多，先王的宫廷又太狭窄，又听说丰、镐两城之间才是帝王的都城所在，于是就下令在渭水南岸的上林苑内修建朝宫。他首先在阿房修建了前殿。前殿东西长五百步，南北宽五十丈，宫中可以容纳一万人，下面可以树立五丈高的大旗。四周架有天桥可以方便的行走，从宫殿可以一直通到南山。在南山的顶峰修建门阙作为标志。又修造了天桥，从阿房跨过渭水，与咸陽连接起来，以象征天上的北极星、阁道星跨过银河抵达营室星。因为是在阿房修筑此宫，所以人们就称它为阿房宫。秦始皇在关中总共建造宫殿三百座，关外建造了四百座。他还在东海边的朐山（在今江苏连云港境内）上竖立大石，作为秦朝国境的东门。阿房宫的修筑耗费巨资，伤民劳财，从各地招去的劳工，终年累月进行劳作，十有八九累死在工地上。国家也因此弄得民不聊生，百姓怨声载道。
秦始皇刚刚登位，就开始修筑骊山陵墓。陵墓向下开凿到有三重泉水那么深。墓底灌注铜水，填塞缝隙，把外棺与地面浇筑在一起。又在墓内修造宫观，设置百官位次，用珍奇器物、珍宝怪石将墓室填满。工匠还制造出由机关操纵的弓箭，如有人盗墓，一走近就置之死地。墓内还用水银做成百川江河大海，用机器灌注输送。墓的顶壁装饰有天文图像，下面绘制有地理图形。墓内还有用人鱼的油脂做成的火炬，以求长明不灭。这些工程加重了人民的负担，秦朝的统治也因此变得越来越危机重重了。
沙丘政变
公元前210年，秦始皇最后一次出巡天下。左丞相李斯、少子胡亥、宦官赵高一起跟随他巡游。
秦始皇在到达平原津（今山东平原县）时得了重病，太医都感到束手无策。秦始皇预计自己寿命快要结束了，就写信让公子扶苏回咸陽参加丧礼。信写好后，存放在赵高那里。随后，秦始皇在沙丘平台逝世。丞相李斯怕皇帝在外地逝世的消息泄露，皇子们和各地乘机制造变故，就秘不发丧。棺材放置在既密闭又能通风的辒凉车中。李斯仍然让宦官做陪乘，每日献上饭食，百官像平常一样向皇上奏事。宦官就在辒凉车中降诏批签。只有李斯、胡亥、赵高和几个宦官知道皇上去世。赵高过去曾经做过胡亥的老师，胡亥与其关系十分亲密。赵高与公子胡亥、丞相李斯秘密商量拆开秦始皇赐给公子扶苏的那封信。他们想要夺权，就谎称李斯在沙丘接受了秦始皇遗诏，立皇子胡亥为太子。为了除掉太子扶苏和蒙恬等大将，他们又伪造了一封信给公子扶苏、蒙恬，列举他们的罪状，责令他们自杀。当时正是夏天，秦始皇的尸体在辒凉车中发出了臭味，为了防止别人发现真相，李斯就下令在车里装一石有腥臭气的腌鱼，来掩盖尸体的气味。后来，公子扶苏自杀，大将蒙恬也被处死。胡亥终于继承了皇位，他就是秦二世。