即刻自杀，蒙恬并未从死，被解除兵权关押在上郡的阳周，军队交由裨将王离指挥。后来，由于扶苏已死，二世皇帝胡亥想释放蒙恬，赵高不肯，称蒙恬兄弟政治上倾向扶苏，于是蒙恬、蒙毅兄弟被处决，葬于绥德县城西的马鞍山下。
家族.蒙恬的祖父蒙骜原居齐国，在秦昭襄王在位时来到秦国，在秦庄襄王时出现在史书中，不断地为秦国征战，后来成为上卿。到秦始皇初年成为了秦国最重要的将领之一。蒙恬的父亲蒙武作为王翦（正是后来蒙恬的裨将王离的祖父）的裨将军参加了秦灭楚之战。到蒙恬时，蒙恬已经可以率领当时秦军主力北