书奏递出以后，赵高为了不让二世看到，忙令人把它扔掉，说：“囚犯怎能上书！”赵高又派他的门客10多人，伪装成御史、谒者、侍中，轮番讯问李斯。只要李斯开口说实话翻供，赵高就叫他们再严刑拷打。后来二世派人验证李斯的口供，李斯以为还会跟前些日子一样，最终违心地认了罪。李斯已经在供词上服罪，奏报上去，二世高兴地说：“多亏了赵高，我才没有被李斯卖了。”
当二世派去调查李由的人到达三川郡时，李由已经在和起义军交战中被杀。使者回来，李斯刚好被投进监狱，赵高就胡乱伪造了一通谋反的内容扣在李斯头上。
结果李斯被处以五刑之一，在咸阳街市腰斩。李斯走出监狱，跟他的次子一起被押赴刑场，他转向儿子，跟他告别：“我想再和你牵着黄色的猎狗，一起出咱们上蔡县的东门去猎杀野兔，怎么还能做到呢！”说完父子二人相对无言，潸然泪下。
最后，李斯三族之内尽遭株连。二世任命赵高做了中丞相，事情不论大小都由他决定。
项羽杀宋义
项梁等人造反起义，反抗秦朝的残暴统治。当时已年届七十的谋士范雎力劝项梁立楚国国君后代为王，以此争取民心，扩大影响，积聚力量，日后同仇敌忾决战灭秦，夺取天下。项梁同意他的意见，于是找到流落民间的楚怀王之孙熊心，立他为楚王，也称为楚怀王。项梁自己号称武信君。
项羽破釜沉舟大破秦军
项梁指挥起义军，和秦国交战数次，全都获得胜利。他认为秦军不堪一击，产生了骄傲轻敌的心理。宋义劝谏道：“作战取胜以后，将军骄傲，士卒懒惰，作战将会失利。现在秦国军队越来越多，我为义军日后的处境担心。”项梁不肯听从，派宋义出使齐地。宋义和齐国派来的义军使者在路上相遇，使者询问起义军的情况，宋义认为，项梁日渐骄横，必定会被秦军打败，劝齐国义军使者推迟到达的日期免得被连累，因为疾速赶去必定受害。齐国使者感谢他的提醒，放慢了行进速度。秦二世听说项梁起义军日益强大，就调集重兵攻打他的部队，大军由章邯率领。双方在定陶作战，项梁战败被杀。
项梁部队被攻破后，章邯认为东南地区的起义军已经成不了什么气候，就率领秦军主力北渡黄河，进攻赵国地区的张耳、陈馀起义部队。张耳他们也被章邯打败，赶忙派人向楚怀王求救。
项梁死后，楚怀王独揽了军事大权，项羽势力被削弱。齐国使者这时正好赶到楚怀王那里，他对宋义的远见卓识深为敬佩，见到楚怀王后大赞宋义的见识才干。楚怀王听说以后，派人通知宋义迅速回来。君臣二人讨论天下大势，宋义侃侃而谈，建议怀王率义军步步为营，等待机会，利用各方力量，共同推翻秦朝统治。君臣不谋而合，怀王任命他为上将军，作为义军主帅，统领军队，项羽为副将，范增为末将，应张耳、陈馀请求，北上支援。
楚怀王曾经与各位将领约定：“先杀入关中推翻暴秦的人，将被封为关中王。”当时秦朝军队屡战屡胜，许多将领对于秦军都有畏惧心理，唯有项羽急于报项梁之仇，主动提出向西进军。将领们都知道秦朝不得人心，被百姓推翻是迟早的事，他们不想让项羽独立出战夺取天下，便纷纷对楚怀王说：“项羽为人狡诈，剽悍凶残。他攻占襄城时，城里没留下一个活口。他喜欢屠杀并以此为乐，容易激起秦朝旧有地区民众的反抗。不如改派宽厚仁慈的将领带兵，边宣传边西进，把楚王只反抗秦朝统治、不欺压秦地百姓的用心告知秦国旧地的父老乡亲。秦朝暴政早已尽失民心，现在派宽厚的首领前去，不侵犯百姓，只推翻秦朝，就能够夺取秦国旧地；项羽绝对不能派遣。沛公刘邦为人宽容仁德，是个合适的人选，可以派他向西攻取秦国旧有地区。”楚怀王听从了众人的意见，没有答应项羽的请求，而是派遣刘邦西进，并把陈胜、项梁原有的一部分部队都交给刘邦。项羽的力量和声望都遭到了打击，他十分清楚怀王的意图，没有做出任何反抗，默默地接受了楚怀王对他的限制。
宋义率领军队走到安阳，一停就是四十六日。张耳所率人马在巨鹿遭到秦军包围，形势危急，屡屡派人求救。项羽主动请缨解救赵军，宋义坚绝不同意，认为应当让秦、赵两军相互残杀，然后在秦国军队疲惫时攻击他们。那个时候，秦军就能被轻易击溃了，然后率兵西进，夺取关中，彻底推翻秦朝统治。无论如何，宋义就是不准项羽出战，还傲慢地对项羽说：“战场攻杀我不如你，统领全局你不如我。”为了防备项羽擅自行动，宋义专门发布军令：“像虎狼一样勇猛凶狠、贪婪专横、倔犟自负不听指挥的，统统处斩！”项羽向来自认为勇猛无畏，叔父项梁活着时，他有兵有将，专权独断，根本不听别人指挥。因此明眼人都知道，这条军令其实是专门针对项羽发布的。宋义不再理睬项羽，项羽离开大帐时脸涨得通红。
当时，齐国地区起义军势力比较强盛，宋义暗中联络了齐国义军，派自己的儿子宋襄到齐国起义军担任高级官员。送儿子去齐国以后，宋义每天饮酒取乐，天气变化，降下瓢泼大雨，士兵又冷又饿，他却不加理会。一天早晨，项羽拜见宋义，对他说：“怀王下令诛灭暴秦，各路义军都要竭尽全力，您却迟迟不动。现在士兵疲惫，军中无粮，战斗力日渐削弱，而您每天只是饮酒享乐。秦军力量强大，赵军力量弱小，赵军迟早被秦军攻破。胜利之后，秦军士气高涨，不会有机会让您再去偷袭。我们起义军曾经被秦军打败，威望、地位大大降低，这次不打败秦军，就会被秦军翻过身来消灭。国家安危，在此一举！您身为统帅，不为全局考虑，只贪图个人私利，结交齐国起义军而不去救赵国起义军，只想自己把持军队，等待秦、赵两军决一死战之后，卑鄙地坐收渔人之利。这不是一个国家栋梁、三军统帅所应当做的事情！”项羽说完，一剑刺死了宋义。
项羽拎着宋义的脑袋走出大帐，号令全军：“宋义背叛楚王，暗中勾结齐国。我已奉楚王命令把他杀死！”楚军将士欢声雷动。项羽又派出心腹将领，杀死了宋义的之子宋襄。众人推举项羽为上将军，然后报告楚怀王。怀王见木已成舟，只好接受，授权项羽指挥一切。
项羽率领楚军渡过黄河之后，他命令：把战船全部凿沉，把锅碗瓢盆全部砸烂，烧掉军队营帐，每个将领士兵只准备三日干粮，要与秦军决一死战。项羽部队将士一心，奋勇作战，以一当十，有进无退，一举打败了秦朝军队。各地前来援救赵国起义军的队伍不敢和秦朝军队交战，都站在营垒里面观看秦、楚两军厮杀，十分敬佩楚军将士的英勇善战。胜利以后，项羽派人召请各地起义军的首领，这些人既惭愧又敬畏，进入楚军辕门以后，双膝跪倒，爬行施礼。项羽自此在诸侯中树立了牢不可破的威信，各地起义军纷纷以依附项羽为荣耀。
巨鹿一战，楚胜秦败。项羽乘胜进击，秦军投降。当秦军和项羽全力激战时，后方空虚，刘邦乘机进入关中，推翻了秦朝统治。项羽率领大军，随后进入关中。他痛恨秦朝统治，进入咸阳后大开杀戒，然后运走珍宝财物，火烧秦朝宫室，杀掉秦王子婴，秦朝政权最终灭亡。
项羽自立为西楚霸王，分封天下。封刘邦为汉王，封地为汉中、巴蜀地区；秦国旧地一分为三，由章邯等秦国旧将分领。一切安排完毕，项羽最后又派人杀掉了楚怀王。
巨鹿之战
秦二世二年（公元前208年），秦将王离率秦兵包围了义军据守的巨鹿。次年，章邯修筑甬道连到黄河，军粮通过这条甬道源源不绝地运送到王离军营。王离军队的粮食充足，攻打巨鹿更卖力了。
西楚霸王项羽
巨鹿城内粮食耗尽，士兵人数也不足，义军守将张耳一再派人向陈馀求救。陈馀估计兵力不足，战胜不了秦军，迟迟不敢发兵。
这样过了几个月，张耳大怒，埋怨陈馀，派张黡、陈泽前去责备他说：“我们曾经一起经历过生死患难，现在赵王和我早晚性命不保，你手上有几万兵马，却不肯前来援救，当年所说的同生共死体现在什么地方！如果信守前言，为何不赶来和我并肩死战？况且还有十分之一二得以保全的机会。”
陈馀说：“我估计前往巨鹿终究不能拯救赵军，救援部队也要白白牺牲。而且我陈馀之所以不与你一起赴死，是要留着这口气找秦军为你们报仇。现在一定要共同赴死，就像把肉块丢给饿虎一样，没有任何意义！”
张黡、陈泽再三恳求陈馀务必出兵救援，陈馀于是让张黡、陈泽带领5000人先试着进攻秦军。到了阵前，5000士兵在与秦军交战中，无一苟活，全部战死。这时，齐国的军队、燕国的军队都来援救赵国。张耳的儿子张敖通过收编北面代地的士兵，也得到1万多人，悉数带了赶过来。这些军队都在巨鹿附近设营固守，但是没有哪一支敢和秦军正面交锋。
这时，楚上将军宋义由于不肯出兵救赵已经被项羽杀掉，而后项羽又被楚怀王任命为上将军，威名震动楚国。英布、蒲将军率领2万人马，从水道去救巨鹿。交战之后，取得了一些小的胜利，章邯铺设的运粮甬道被切断，王离的部队因补给中断而缺粮。陈馀再次向项羽请求增援，这次项羽亲自率领全部士卒赶了来。
军队渡河以后，项羽下令凿沉所有来时乘坐的船只，砸烂了所有炊具，把营房全部烧掉，每人只带三天干粮，以此向全军将士表示必死的决心。因此楚军一到巨鹿，就包围了王离，与秦军接战，九个生死存亡的回合过后，终于重创秦军。章邯领兵退却。诸侯的援军这时才敢前进攻击秦军，战斗中，秦将苏角被杀，王离被俘，涉间不肯投降，自焚而死。
经过巨鹿一战，各路义军中，楚军异军突起。刚开始时，援救巨鹿的各路诸侯军有营垒十几座，却没有敢出兵进击的。而当楚军和秦军正在激战之时，各诸侯军的将领都在营垒上观战。看到楚军战士无不以一当十，喊杀声震天动地，骇人的气势令观战的诸侯军将士也胆战心惊。结果打败秦军以后，项羽召见各路诸侯军将领，这些将领进入辕门的时候，无一不是跪着前行，谁也不敢仰视他。从此，诸侯军中，项羽位列上将军，各路诸侯对他的指挥调遣无不服从。
赵高弑君
“中丞相赵高想独揽秦廷大权，又担心群臣不服，决定先试探一番，他献给二世一头鹿，说：这是马。”二世笑着说：“丞相你眼花了吧，这明明是鹿，怎么能说成是马呢？”于是向侍立左右的大臣们询问，大臣们有的沉默不语，有的说是马来奉承赵高，有的则不肯阿附赵高而说是鹿。事后，那些说是鹿的大臣都被赵高暗地里“绳之以法”。此后群臣都畏惧赵高，不敢再拂逆他的意思，和他作对。
赵高以前多次对二世说：“关东的反贼，成不了什么气候。”到了最后，结果是：王离等人兵败被俘，章邯率领的大军又屡次失败，上书请求增兵；函谷关以东地区，人民纷纷脱离秦朝的统治管辖，响应各路诸侯；各路诸侯军也纷纷西进。
秦二世三年（公元前207年）八月，武关被刘邦领军攻下，全城遭到屠灭。赵高唯恐二世为这些事发怒，自己招致杀身之祸，就借口生病，索性不去朝见他。二世梦到自己座驾左边骖马被一只白虎咬死，心中闷闷不乐，觉得很奇怪，便去向占梦的人询问。占梦的人占卜之后说：“泾水作祟。”二世便在望夷宫斋戒，想去泾水上祭神，为讨好水神，他把四匹白马沉到泾水中。又派使者就反贼之事责备赵高，赵高害怕，便暗中与他的女婿咸阳令阎乐和弟弟赵成谋划说：“皇上不听从劝告，现在战事紧迫，就想归罪于我。不如另立子婴做皇帝。子婴仁爱俭朴，百姓都听从他的话。”于是让郎中令做内应，散布假消息说宫里有强盗出没，命令阎乐召集官吏，出动士兵追捕。赵高还把阎乐的老母劫到府中做要侠，派遣阎乐率领官兵1000多人来到望夷宫殿门，捆绑了卫令、仆射，说：“强盗进入宫禁，为何不加以制止？”卫令说：“周围的区域内巡逻哨卡都很严密，绝对没有混入宫内的强盗！”阎乐于是杀死卫令，带兵径直往宫中冲去，一边前进一边向郎官和宦官射箭。郎官及宦官十分惊恐，有的逃跑，有的抵抗；有数十人因为抵抗立刻被杀。郎中令与阎乐一起进入寝宫，对着二世的帷帐射箭。二世大怒，召唤身边侍卫。侍卫们都惶恐混乱不肯战斗。有一个侍奉二世起居的宦官不敢离开，二世进入内殿，斥责他说：“你为什么不早点告诉我，形势已经如此恶劣？”
宦官说：“我不敢对你说，因此能保住小命。假如我早就对你说，早就被杀了，哪还能活到今天？”
阎乐上前靠近二世，指斥他的罪过说：“你骄纵妄为，即使是无罪的人也被你随意诛杀，如今天下一起反叛你。你还有什么要说的吗？”
二世说：“我想见丞相一面？”阎乐说不能。
二世说：“能不能让我去郡县做藩王？”阎乐不答应。
二世说：“那就封我做个万户侯吧。”阎乐还是不答应。
二世说：“那就把我和我的老婆孩子贬为庶民百姓吧。”
阎乐说：“丞相命我为天下万民送你归西。你就是说得再多，我也不敢回报给丞相。”然后指挥士兵进击，二世自尽。
阎乐回来报告赵高，赵高便把所有大臣、公子召集到一处，将诛杀二世的情况告诉他们，说：“秦原来是诸侯国，始皇君临天下，所以称皇帝。如今各国均又得复辟，秦国地方更加狭小，仍然沿用空头名义称为皇帝，不应该。王是一个较为合适的称谓。”于是把子婴立为秦王，以庶民的身份埋葬了二世。
九月，赵高让子婴斋戒，到宗庙参拜祖先，正式接掌传国玉玺。
斋戒5天后，子婴与他的两个儿子商量说：“赵高残杀二世皇帝，欺君枉上犯下大罪，害怕群臣把他杀掉，所以假意拥戴我做秦王。我听说赵高与楚军约定，消灭秦朝的宗室之后，在关中分别称王。如今他让我斋戒，到宗庙参拜，这是布好的陷阱，是想把我扼死在宗庙里。我不如称病不去，丞相一定会亲自前来请我，他来了咱们就杀掉他。”赵高几次派人请子婴动身，子婴就是雷打不动。
毫无防备的赵高果然亲自前往，说：“参拜宗庙是大事，大王您为何不去？”在斋戒的地方，子婴就地处决了赵高，并将他株连三族。