历史的必然性总是通过无数的偶然机运贯彻表现出来的。秦始皇37年（即公元前210年）冬10月，他开始了第五次，也是最后一次出巡。他安排右丞相冯去疾留守咸阳，处理政务。随行的有左丞相李斯、中车府令赵高、士卿蒙毅及百官等。赵高还被授予"行地符玺令事"，即负责保管皇帝传达命令和调兵的印信"符"和"玺"。事情不多，但十分重要。而年纪刚满20岁的胡亥也很想随从父皇出游，到外边开开眼界。秦始皇同意了他的要求。

这次出巡，第一站到了云梦，先去湖南南部的九嶷山，祷祀了舜冢。然后顺长江而下，过丹阳，入钱塘，临浙江，江上适有大潮，风浪险恶，于是向西绕道，渡过江流，登上会稽山，祭了大禹陵。和前几次出巡一样，立石刻铭，歌功颂德。然后，转过头来，从今夫的镇江附近上船至长江口，再沿海北上，再次来到琅邪（今山东诸城东南）。琅邪这个地方，秦始皇已经来过几次了。他之所以一再到这里来，是因为距离这里不远的海上，就是传说中的蓬莱仙境，那里生长着可以令人长生不老的仙药。数年来，以寻找仙药而骗取费用的方士徐市就逍遥在这一带的海上。这一次，秦始皇又传问了徐福寻找仙药的情况。徐福已经几次欺骗始皇，恐招致杀身之祸，于是，竟乘上船只，载着童男童女各三千人，浮海而去，永不回返了。

秦始皇想寻得仙药的欲望又一次落空了，不得已而命驾西还。由于又气又累，又正当七月的天气，酷暑难耐，当车驾走到平原津（在今山东平原南黄河渡口）时，秦始皇突然患了急病。随驾医官尽管频频诊脉进药，但毫不见效，病情日益加重。李斯见始皇病危，便催促人马，加速行进。好容易走到沙丘平台（今河北广宗西北太平台），始皇病已无望，差不多已是奄奄一息了。沙丘这里是从前赵国的行宫，当年那位胡服骑射的赵武灵王就死在这里。李斯只得暂憩乘舆，借行宫住下。他明知始皇将死，几次想启问后事。但他知道，始皇平生最忌讳一个死字，恐触犯忌讳，又不敢贸然进问。直到始皇自我感到死亡已是不可抗拒时，才召李斯、赵高入谕，命赵高给长子扶苏写了一封诏书："以兵属蒙恬，与丧会咸阳而葬"（《史记·秦始皇本纪》）。

即命扶苏把军队交给蒙恬，然后赶回咸阳主持他的丧事。诏书已经封好，保存在赵高的"行符玺事所"，还没有立即交给使者送出去。七月丙寅这一天，秦始皇就在沙丘平台这个地方驾崩了。沙丘距京城咸阳两千余里，始皇生前没有明确册立太子，所以，这个消息一旦传出去，很可能会发生诸皇子争夺皇位的内讧，或各地反秦势力的乘机而起。这时，丞相李斯从国家大局出发，筹划一番，一面秘不发丧，迅速赶回咸阳，一面把秦始皇的尸体安置在车中，让太监照常坐在车上，传递批答奏章，送水送饭，一切都照常进行。一面催促赵高，速发玺书，召扶苏回咸阳。这个秘密只有李斯、赵高、胡亥及所亲幸的宦官一共五、六个人知道。其他人则一无所知。但正是这些诡秘的措施，为赵高施展阴谋提供了时间和方便。

赵高心里很清楚：秦始皇虽未有明文册立太子，但按例死后应由长子扶苏继承皇位，何况始皇临终前又特别给扶苏留下一道诏书，要他回京主持丧事，这实际上是让扶苏为继承人。赵高心下暗想：扶苏聪明睿智，很有本事，又有蒙氏兄弟辅佐，他们不仅对自己没有好感还同他有仇怨。一旦扶苏继承了皇位，蒙氏兄弟必得重用，自己还有好果子吃么？他盘算着：要阻止扶苏即位，只有篡改始皇遗诏的内容，矫诏立胡亥为帝。眼下正是决定自己未来命运的关键时刻，必须当机立断。

于是，他先把诏书扣压下来，然后便去挑动胡亥，他装作一副效忠于胡亥，为胡亥的命运担忧的样子试探说："主上已经驾崩，没有留下分封诸位公子的诏令，而惟独给大公子扶苏写了一封诏书。大公子一到，马上就会立为皇帝，而您却连一寸土地也没有，这将如何是好呢？"胡亥不知赵高心怀诡计，况且他本来就不是太子，此刻也根本没有想到要当什么皇帝。所以，他不以为然地随口答道，"这是理所当然的啊！我听说，最了解臣下的莫过于君，最了解儿子的莫过于父，父皇去世了，没有分封各位皇子，是有他的想法和道理的。做儿子的自应遵守，这又有什么好说的呢？"赵高见胡亥还没有意识到继承皇位的重大利害，于是直截了当、一针见血地提醒他说："不能这么说，眼下的情形，不是不可以改变的。

诸公子及蒙氏兄弟都不在身边，如今天下生死存亡的大权，全在你、我和丞相李斯的手里攥着，希望你早作打算，你应该懂得使别人臣服于自己和自己臣服于别人；制人和受制于人，怎么可以同日而语呢！"此时的胡亥，良心还没有泯灭，他感到实在难以做出那种不义的越轨之举，所以不情愿地说："废掉兄长而自立，是不仁义的；不遵守父皇的诏命，是不孝的；自己能力不够，才识浅薄，勉强靠别人的力量做了皇帝，也是无能的。这三件都属大逆不道，天下人是不会服气的，自身也会非常危险，祖宗的神灵也不会承认保佑我这个子孙的。"

赵高听了胡亥的这一番话，明白了他的顾虑所在，就是怕天下、后人的舆论唾骂。于是，他针对胡亥的思想顾虑，征引古今历史进一步诱惑他说："您这种顾虑完全是多余的。我听说商汤革命、周武伐纣，虽然都杀了他们的君主，但天下人都称颂这是仁义之举，不说他们不忠；卫国的国君杀掉了他的父亲而自立，而卫国人都称颂他有道德，就连孔子也为他书上一笔，并没有把这看作是不孝的行为。由此看来，凡是干大事业的，就不能够拘泥于小节；有大德行的人，就不计较一些小的过失和责备。事贵达权，不可墨守。如果光顾虑小节而忘掉大事，将来一定会有祸患；优柔寡断，犹豫不决，日后一定会后悔。当机立断敢作敢为的人，连鬼神都要躲避，也一定会取得成功。所以，希望你仔细考虑权衡一下，大胆地采取行动吧！"

赵高的这一番话，紧紧地抓住了胡亥的心理。赵高深知，这次政变的成功与否，就在于是否能够拉过李斯，结成同盟。最终说服了李斯，成功结盟，帮助胡亥登基。他自己成功的当上了郎中令，为后来实现自己的野心奠定了基础。