弟弟赵成作为内应，声称有盗贼作乱，命阎乐发兵抓捕盗贼。阎乐率吏卒一千多人包围望夷宫，杀死卫令后攻入宫中，逼胡亥自杀，史称望夷宫之变。临死前秦二世说宁愿只当一位万户侯或平民百姓，阎乐皆不准，秦二世只可自杀，时年24岁，以平民之礼葬于杜南宜春苑中。墓地在今西安市雁塔区曲江乡曲江池村南缘台地上，称胡亥墓。二世死后仅四十六天，刘邦就攻入咸阳，子婴向刘邦投降，秦朝灭亡。秦二世是秦朝最后一个皇帝（子婴仅称秦王，未称帝）。
年龄问题.秦二世即位年龄有两种说法：时至今日，秦二世二十一岁即位说