赵高深知，一旦胡亥发怒，那可是真的六亲不认，为了避免遭到清算，惶恐之下便决定发动政变，杀死胡亥以绝后患。
此时的赵高虽然大权在握，党羽遍布朝堂，但他也知道，并非所有朝中大臣都真心追随自己，为了确保政变的顺利，赵高便又策划了“指鹿为马”事件，彻底清除了朝中的异己。
就在赵高谋划政变之际，刘邦的使者宁昌抵达了咸阳。当时，由于赵高将胡亥与外界隔离，无论是谁想要见到皇帝，都要经过赵高的同意，因此宁昌抵达咸阳之后，便立即前去拜见赵高，请求入宫面见皇帝胡亥。
得知如今刘邦已经陈并于武关之外，此前已经因为叛军肆虐，遭到胡亥派遣使者斥责的赵高，哪敢让宁昌见到胡亥，于是他假意答应会替宁昌尽快安排觐见，并命人好生安顿和招待宁昌。
待到宁昌离开，赵高连忙找来弟弟赵成和女婿阎乐，决定加快政变的步伐。
次日，阎乐率领士卒千余人，来到了秦二世胡亥斋戒祈福的望夷宫门前，负责戍卫的卫令仆射见阎乐带兵前来，忙问何事。阎乐却并不作答，命令手下将其绑缚起来，然后骂道，“盗贼已经入宫，你为何不阻止？”
卫令仆射闻言，却是满脸不解的说道，“宫殿四周皆有卫队驻扎，昼夜巡逻，哪里来的盗贼？”
阎乐怒道，“你还敢狡辩”，说罢不等对方多言，便顺手一刀将其杀死。
见到长官被斩，其余卫兵不敢再阻拦阎乐，阎乐遂以入宫擒贼为由，率军闯入宫中，宫内宦官、卫士见状，纷纷惊慌逃窜，仅有的几个拼死阻拦的卫士，也因寡不敌众而被杀死。
在宫中作为内应的赵成得知阎乐已经入宫，连忙带领他来到了胡亥所在的宫殿外，然后命人弯弓搭箭，向殿内乱射一通。
一支飞箭穿入秦二世的坐帐，胡亥惊坐而起，急呼左右护驾，左右侍从卫士见到箭矢乱飞的景象，听到皇帝呼喊非但不敢上前，反而全都向殿外逃命。
胡亥为躲避箭矢，转身跑进卧室，回顾身旁，却只有一个宦官跟随。秦二世对他说，“你为何早不告诉我，以至于弄到这种地步！”
宦官回答，“臣不敢言，才能偷生至今。否则，早已被杀身死了！”
听到殿内再无动静，阎乐带兵冲入殿中，命人搜寻胡亥下落。在属下禀报胡亥在卧室后，阎乐来到胡亥面前，指着他破口大骂道，“足下荒淫无道，滥杀无辜，天下已共叛足下，请足下速作打算！”
秦二世见到杀气腾腾的阎乐等人，颤颤巍巍的问道，“是谁派你来的”。
阎乐也不隐瞒，回答乃是丞相所派，胡亥闻言连忙说道，“能让我见丞相一面吗？”
阎乐却是冷笑一声道，“不行！”
胡亥闻言，额头冷汗直流，又说，“按丞相之意，必是要我退位。我愿得一郡为王，不敢再称皇帝，行吗？”
阎乐摇了摇头，冷声道，“不行！”
胡亥又抱着最后一丝希望，颤声问道，“既不许我为王，就作一个万户侯吧。”
阎乐依旧是面无表情的回答道，“不行！”
胡亥意识到赵高这是要杀死自己，一时面如死灰，呜咽着苦苦哀求道，“请丞相饶我一命，我愿与妻儿同为黔首（即普通百姓，秦代尚黑，百姓以黑巾裹头）。”
阎乐却是毫不理会，上前一步说道，“我奉丞相之命，为天下诛陛下。你多说也没有用，不杀你我没法交差！”
说罢，便拔刀向着胡亥走去。胡亥自知难免一死，遂拔剑自刎。
阎乐上前查探一番，确认胡亥已死，这才出宫向赵高禀报。赵高得知消息，匆匆带人赶到现场，只是淡淡看了一眼倒在血泊中的胡亥，便径直上前摘下了胡亥身上的玉玺。
拿到象征权力的玉玺后，赵高派人召见群臣，自己大步走上殿去，来到群臣面前，高举手中的玉玺，声称自己代表上天诛除暴君，宣布胡亥已经伏诛。
赵高原本打算仰仗着自己的权威，以及拥有的嬴姓赵氏血统，在杀死胡亥之后取而代之，然而当他宣布准备登基仪式后，却发现并未出现想象中的朝贺景象，群臣全都低头不语，对他报以无声的反抗。
赵高见状，只好暂时收起了自己的皇帝梦，轻咳一声后表示，准备登基大典，并非是自己要登基为帝，而是要从嬴氏子孙中选一人，拥立为新帝。
由于胡亥即位以后，对兄弟姐妹展开了血腥屠杀，此时秦始皇一脉已经彻底绝嗣。在胡亥的血腥屠杀下，嬴姓宗室全都战战兢兢，只有子婴在胡亥囚禁蒙恬、蒙毅兄弟后，劝说他不要诛杀他们。
因为事起仓促，赵高一时间也想不起其他宗室的名字，只好向群臣宣布将迎立子婴。
不过，赵高却也给自己留了一手，他说道，“秦本来只是诸侯，始皇统一天下，所以称帝。如今，六国各自独立，秦国地方更为狭小，竟然以空名称帝，这样不行。应该像以前一样称王才合适。”
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