坑殺方士
秦始皇厲行暴政，引起了許多方士的不滿，方士侯生、盧生曾一起商量說：「秦始皇天性粗暴凶狠，自以為是。他出身諸侯，把天下兼併了，所有的事都稱心如意了，開始為所欲為，認為從古到今沒有人比得上他。他專門任用治獄的官吏，獄吏們都受到親近和寵幸。博士雖然也有七十人，但只不過是吃閒飯，根本得不到重視。丞相和各位大臣都只是接受已經決定的命令，依仗皇上辦事。皇上喜歡用重刑殺戮顯示威嚴，官員們都怕獲罪，都想保持住祿位，所以沒有人敢真正竭誠盡忠。皇上聽不到自己的過錯，因而一天更比一天驕橫。秦法規定，一個方士不能兼會兩種方術，如果方術不能應驗，就要處死，哪裡有處處靈驗的方士啊。天下的事無論大小都由皇上決定。他貪權親勢到如此地步，咱們不能再為他去找仙藥。」於是二人就逃跑了。
秦始皇聽說之後十分惱怒地說：「我先前徵召了大批方士和博學之士，想用他們煉造仙丹，來使天下獲得太平。現在他們花了那麼多錢，不但沒有找到奇藥，反而紛紛逃跑。並且有大量他們非法謀利、互相告發的消息傳到我耳朵裡。我對盧生等人賞賜優厚，如今他們竟然誹謗我。這些人在咸陽的，我派人去查問過，竟然有人妖言惑眾，擾亂民心。」他派御史去一一審查，這些人輾轉告發，一共找到四百六十多人。秦始皇將他們全部活埋在咸陽，用來懲戒後人。秦始皇的大兒子扶蘇因為此事進諫，也被秦始皇趕到北方戍守邊地。
大興土木
秦始皇在位時修築了直道，從咸陽經由九原一直到雲陽，為了保證直道的暢通，在修築時甚至挖山填谷。
秦始皇還曾發動天下七十多萬刑徒，去修建阿房宮和驪山陵墓。秦始皇認為咸陽人口太多，先王的宮廷又太狹窄，又聽說豐、鎬兩城之間才是帝王的都城所在，於是就下令在渭水南岸的上林苑內修建朝宮。他首先在阿房修建了前殿。前殿東西長五百步，南北寬五十丈，宮中可以容納一萬人，下面可以樹立五丈高的大旗。四周架有天橋可以方便的行走，從宮殿可以一直通到南山。在南山的頂峰修建門闕作為標誌。又修造了天橋，從阿房跨過渭水，與咸陽連接起來，以象徵天上的北極星、閣道星跨過銀河抵達營室星。因為是在阿房修築此宮，所以人們就稱它為阿房宮。秦始皇在關中總共建造宮殿三百座，關外建造了四百座。他還在東海邊的朐山（在今江蘇連雲港境內）上豎立大石，作為秦朝國境的東門。阿房宮的修築耗費巨資，傷民勞財，從各地招去的勞工，終年累月進行勞作，十有八九累死在工地上。國家也因此弄得民不聊生，百姓怨聲載道。
秦始皇剛剛登位，就開始修築驪山陵墓。陵墓向下開鑿到有三重泉水那麼深。墓底灌注銅水，填塞縫隙，把外棺與地面澆築在一起。又在墓內修造宮觀，設置百官位次，用珍奇器物、珍寶怪石將墓室填滿。工匠還製造出由機關操縱的弓箭，如有人盜墓，一走近就置之死地。墓內還用水銀做成百川江河大海，用機器灌注輸送。墓的頂壁裝飾有天文圖像，下面繪製有地理圖形。墓內還有用人魚的油脂做成的火炬，以求長明不滅。這些工程加重了人民的負擔，秦朝的統治也因此變得越來越危機重重了。
沙丘政變
公元前210年，秦始皇最後一次出巡天下。左丞相李斯、少子胡亥、宦官趙高一起跟隨他巡遊。
秦始皇在到達平原津（今山東平原縣）時得了重病，太醫都感到束手無策。秦始皇預計自己壽命快要結束了，就寫信讓公子扶蘇回咸陽參加喪禮。信寫好後，存放在趙高那裡。隨後，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洩露，皇子們和各地乘機製造變故，就秘不發喪。棺材放置在既密閉又能通風的轀涼車中。李斯仍然讓宦官做陪乘，每日獻上飯食，百官像平常一樣向皇上奏事。宦官就在轀涼車中降詔批簽。只有李斯、胡亥、趙高和幾個宦官知道皇上去世。趙高過去曾經做過胡亥的老師，胡亥與其關係十分親密。趙高與公子胡亥、丞相李斯秘密商量拆開秦始皇賜給公子扶蘇的那封信。他們想要奪權，就謊稱李斯在沙丘接受了秦始皇遺詔，立皇子胡亥為太子。為了除掉太子扶蘇和蒙恬等大將，他們又偽造了一封信給公子扶蘇、蒙恬，列舉他們的罪狀，責令他們自殺。當時正是夏天，秦始皇的屍體在轀涼車中發出了臭味，為了防止別人發現真相，李斯就下令在車裡裝一石有腥臭氣的醃魚，來掩蓋屍體的氣味。後來，公子扶蘇自殺，大將蒙恬也被處死。胡亥終於繼承了皇位，他就是秦二世。