七月丙寅，秦始皇病逝在沙丘平台。
沙丘平台，又稱沙丘苑台、沙丘宮，位於今河北省南部廣宗縣城西北4公裏的大平台村南側。
秦始皇在外地病逝，丞相李斯擔心留在鹹陽的皇子們或全國各地會發生變故，所以“乃秘之，不發喪”。秦始皇死的這件事，隻有胡亥、趙高和寵幸的宦官五六個人知道。他們為了保守秘密，便把裝著秦始皇屍體的棺材放在轀涼車中，讓秦始皇生前寵幸的宦官作陪乘，所到之處，皇上進餐及百官報告政務照常。宦官就在轀涼車中批閱百官的報告。秦始皇死在暑天，屍體在車中發出臭味，於是就命令侍臣調車裝載一擔鹹魚，用來混淆屍體的臭味。
秦始皇將寫給公子扶蘇的詔書封好，還沒讓使者發出去，他就病逝了。此時，秦始皇的詔書和璽印都在趙高的手中。趙高扣留了詔書後，勸說公子胡亥偽造詔書，自立皇子。胡亥開始還言不由衷地表示為難，但是在趙高的勸說和緊逼之下，暴露了想當皇帝的野心。他們經過商量，認為沒有丞相李斯的參與，偽造詔書、自立皇子的陰謀是不會得逞的。
趙高見到李斯，直截了當提出篡改詔書的問題。李斯聽後，大為震驚，當即拒絕。對於李斯的拒絕，趙高不予理會，而是利用他和蒙恬的矛盾，一連提出幾個問題，件件擊中李斯的痛處。最後，在趙高“禍及子孫”的威脅下，李斯“仰天而歎”、“垂淚太息：“既以不能死，安托命哉！”意思是說既然不能以死效命，又向何處寄托命運呢！李斯最終同意參與篡改詔書的陰謀。於是，他們銷毀秦始皇寫給扶蘇的“十二字詔書”，用偽造的詔書詐稱是丞相李斯在沙丘平台所接受的秦始皇遺詔。偽造詔書的內容是：“朕巡天下，禱祠名山諸神以延壽命。今扶蘇與將軍蒙恬將師數十萬以屯邊，十有餘年矣，不能進而前，士卒多耗，無尺寸之功，乃反數上書直言誹謗我所為，以不得罷歸太子，日夜怨望。扶蘇為人子不孝，其賜劍以自裁！將軍恬與扶蘇居正，宜知其謀，為人臣不忠，其賜死，以兵屬裨將王離。”他們封好詔書後，並加蓋秦始皇的璽印，派胡亥的門客到上郡交給公子扶蘇。
扶蘇接到趙高、李斯偽造的詔書後，蒙恬曾勸阻說“公子為監，此天下重任也”，應當驗證詔書的真偽，經過再次請示而後自殺，也不為晚。但是扶蘇卻說：“父而賜子死，尚安複請。”意思是說父親賜兒子死，還要請示什麼！於是隨即自殺。
沙丘平台悲劇中的幾個曆史人物：
趙高，秦宦官。任中車府令，兼行府璽令事。《史記》記載：“趙高者，諸趙疏遠屬也。趙高昆弟數人，皆生隱宮，其母被刑戮世世卑賤。秦王聞高力，通於獄法，舉以為中車府令。”清朝學者趙翼考證：“高本趙諸公子，痛其國為秦所滅，誓欲報仇……卒至殺秦子孫而亡其天下。則高以勾踐事吳之心，為張良報韓之舉，此又世論所未及也。”趙高獲罪，秦始皇曾“令蒙毅法治之”，被判處死刑，後秦始皇“複其官爵”。趙高借“通於獄法”，在贏得秦始皇信任的同時，私下勾結公子胡亥，又取得胡亥的寵信，稱讚趙高“以忠進德，以信守邊”。後被子嬰所殺。
李斯，蔡國人。青年時期，在楚國上蔡郡做過小吏。後來跟從荀子學習帝王之術。秦莊襄王時，他自楚入秦，開始是秦相呂不韋的舍人，後來被秦始皇任為客卿。前237年，發生韓國水工鄭國事件，宗室貴族借此建議逐客，而李斯卻上《諫逐客書》進行勸阻，被秦始皇所采納。李斯逐漸得到秦始皇的信任，不久便官為廷尉。他關於對六國采取各個擊破的政策，對秦始皇統一六國起到了積極作用。秦統一六國後，任丞相。他反對分封製，焚《詩》、《書》，禁私學等政治主張，都成為秦始皇加強中央專製主義集權統治的重要措施。後被趙高所殺。
扶蘇，是秦始皇的長子。《史記》稱讚他“為人仁”。陳勝、吳廣在起義之前曾認為用公子扶蘇的名義“為天下唱，宜多應者”。前212年，秦始皇坑儒，他曾經說：“天下初定，遠方黔首未集，諸生皆誦法孔子，今上借重法繩之，臣恐天下不安。”引起秦始皇的不滿，被派往上郡監視將軍蒙恬。扶蘇墓，在今陝西省綏德縣名州鎮東南山上。在縣城北3公裏處的“嗚咽泉”，傳說即當年扶蘇賜死處。
胡亥，即位秦二世後的七年間，賦稅傜役比秦始皇時還要繁重。不久即爆發陳勝、吳廣領導的農民大起義。後被趙高逼迫自殺於望夷宮。秦二世墓在今西安市南大雁塔之南。傳說他死後變成秦中厲鬼。漢高祖時，由專管祭祀黃河的巫師按時祭祀。
根據地方傳說整理，秦始皇出巡車隊由平原津進入沙丘平台先要經過武城，這是趙國為防止齊國侵入而屯兵的城邑，然後入廣宗縣境核桃鄉司馬莊，向西南行至件隻鄉張魏，再向西南行12公裏的路程，就可到達沙丘平台。張魏至沙丘平台中間要過一個大水窪，即薄洛津，車輛難以通過，所以繞道向西在東召鄉板台集過漳水（今老漳水）。過漳水時，秦始皇是用木板抬著過去的，後人稱其所經過的兩個地方為“皇上口”和“椅子圈”