二世就在望夷宫斋戒，想要祭祀泾水水神，把四匹白马沉入泾水。二世派人以起义者日益逼近的事谴责赵高。赵高恐惧不安，就暗中跟他的女婿咸阳县令阎乐、他的弟弟赵成商量另立天子，改立公子婴。 ​ 就让郎中令作内应，谎称有大盗，命令阎乐召集官吏发兵追捕，又劫持了阎乐的母亲，安置到赵高府中当人质。派阎乐带领官兵一千多人在望夷宫殿门前，阎乐就斩了卫令，带领官兵径直冲进去，一边走一边射箭，郎官宦官大为吃惊，有的逃跑，有的格斗，格斗的就被杀死，被杀死的有几十人。 ​ 郎中令和阎乐一同冲进去，用箭射中了二世的帷帐。二世召唤左右的人，左右的人都慌乱了不敢动手。 阎乐指挥士兵上前，二世被迫自杀。胡亥的皇帝仅仅当了三年，后来以黔首（即百姓，因为秦朝崇尚穿黑衣）的礼节埋葬了他，墓地在杜南（今陕西省西安市西南）的宜春苑中。 ​ 秦二世死后，赵高召集大臣告知诛杀秦二世的情况，然而发现群臣和将领们都不支持他，不得不迎立子婴。但赵高也留了一手，声称六国故地相继起事，秦已失去对整个华夏大地的控制权。所以子婴不该再称“皇帝”，只适合当“王”，并让子婴斋戒，到宗庙参拜祖先，接受传国玺。 ​ 斋戒五天后，子婴和他的两个儿子以及宦官韩谈商量诛杀赵高。于是，子婴便假托生病，不理朝政。赵高数次派人来请子婴，子婴不去，赵高果然亲自前往子婴所在的斋宫。 趁此机会，韩谈刺死赵高，并诛灭赵高三族，在咸阳城内示众。 ​ 秦王子婴元年（前207年）十月，刘邦率大军攻破武关（今陕西丹凤东南），攻下峣关（今陕西蓝田县东南），兵临咸阳（今陕西咸阳东北），屯兵灞上（今陕西西安市东）时，派人劝子婴投降。此时，群臣百官也都背叛秦朝而投降刘邦。子婴眼看大势已去，便和妻子、儿子们用绳子绑缚自己，坐上由白马拉着的车，身着死者葬礼所穿的白色装束，并携带皇帝御用的玉玺、兵符等物，从轵道亲自到刘邦军前投降，秦朝灭亡。子婴共在位仅四十六天。 ​ 子婴投降后，樊哙提议杀死子婴，但刘邦没有同意，而是把他交给随行的吏员看管。 其间，刘邦部署在关中称王的事宜。 曾想让子婴担任国相。 一个多月后，项羽率领大军进入咸阳后，立刻杀死子婴，纵火焚烧秦宫室，并进行大屠杀，秦朝历代之积累至此不复存在。