秦軍在巨鹿打了敗仗，可章邯還有二十多萬人馬駐在棘原。他上了一份奏章，向朝廷討救兵。二世和趙高不但不發救兵，反而要查辦章邯。章邯怕趙高害他，只好率領部下向項羽投降了。
章邯投降的消息到了咸陽，秦王朝內部也發生了混亂。
那時候，秦朝的權完全操在趙高手裡。趙高害死了李斯以後，知道大臣中有人不服他。有一次他牽著一隻鹿到朝堂上，當著大臣們對二世說：「我得到了一匹名貴的馬，特來獻給陛下。」
二世雖然是個糊塗蟲，是鹿是馬還分得清。他笑著說：
「丞相別開玩笑，這明明是頭鹿，怎麼說是馬呢？」
趙高繃著臉說：「怎麼不是馬？請大家說說吧。」
二世就問大臣們。不少人懂得趙高的用意，就附和著說：
「是匹好馬呀！」
也有的害怕趙高，不吭聲：只有少數大臣說是鹿。
沒過幾天，那幾個說是鹿的大臣，都被趙高找個借口辦了罪。
打那以後，宮內宮外大小官員都害怕趙高，再沒有人在二世面前說趙高的不是了。
公元前206年，劉邦的人馬攻破了武關（今陝西丹鳳縣東南），離咸陽不遠了。二世嚇得直打哆嗦，連忙派人叫趙高發兵去抵抗。趙高知道不能再混下去，就派心腹把二世逼死。
趙高殺了二世，召集大臣們對他們說：「現在六國都已恢復了，秦國不能夠再掛個皇帝的空名，應該像以前那樣稱王。我看二世的侄兒子嬰可以立為秦王。」這些大臣不敢得罪趙高，只好同意。
子嬰知道趙高殺害二世，想自己做王，只是怕大臣們和諸侯反對，才假意立他為王。他和他兩個兒子商量好，到即位那天，子嬰推說有病不去，趁趙高親自去催子嬰的時候，就把趙高殺了。
子嬰殺了趙高，派了五萬兵馬守住嶢關（今陝西商縣西北）。劉邦用張良的計策，派兵在嶢關左右的山頭插上無數的旗子，作為疑兵；另派將軍周勃帶領全部人馬繞過嶢關正面，從東南側面打進去，殺死守將，消滅了這支秦軍。
劉邦的軍隊進了嶢關，到了灞上（今陝西西安市東）。秦王子嬰帶著秦朝的大臣來投降了。子嬰脖子上套著帶子（表示請罪），手裡拿著秦皇的玉璽、兵符和節杖，哈著腰等在路旁。
劉邦手下的將軍主張把子嬰殺了，但是劉邦說：「楚懷王派我攻咸陽，就因為相信我能待人寬厚；再說，人家已經投降，再殺他不好。」說完，他收了玉璽，把子嬰交給將士看管起來。
這樣，秦始皇建立起來的強大的王朝，僅僅維持了十五年，就在農民起義的浪潮中滅亡了。
劉邦的軍隊進了咸陽，將士們紛紛爭著去找皇宮的倉庫，各人都揀值錢的金銀財寶拿，鬧得亂哄哄的。只有蕭何不希罕這些東西，他先跑到秦朝的丞相府，把有關戶口、地圖等文書檔案都收了起來，保管好。
劉邦在將士陪同下，來到了豪華的阿房宮。他看見宮殿這麼富麗，幔帳、擺設兒好看得叫人睜不開眼睛。還有許許多多的美麗的宮女。他在宮裡呆了一會，心裡迷迷糊糊的簡直不想離開了。
這時候，他的部將樊噲（音ｋｕaｉ）闖了進來，說：「沛公要打天下，還是要當個富翁呀？這些奢侈華麗的東西，使秦朝亡了，您還要這些幹麼？還是趕快回到軍營裡去吧！」
劉邦不聽他的話，說：「讓我歇歇吧。」
恰巧張良也進來了，聽到樊噲的話，對劉邦說：「俗話說：忠言逆耳利於行，良藥苦口利於病。樊噲的話說得很對呀，希望您聽從他的勸告。」
劉邦是一向很信任張良的，聽了他的話，馬上醒悟過來，吩咐將士封了倉庫，帶著將士仍舊回到灞上。
接著，劉邦召集了咸陽附近各縣的父老，對他們說：「你們被秦朝的殘酷的法令害苦了。今天，我跟諸位父老約定三條法令：第一，殺人的償命；第二，打傷人的辦罪；第三，偷盜的辦罪。除了這三條，其他秦國的法律、禁令，一律廢除。
父老百姓可以安居樂業，不必驚慌。」
劉邦還叫各縣父老和原來秦國的官吏到咸陽附近的各縣去宣佈這三條法令。
百姓聽到了劉邦的約法三章，高興得了不得。大夥兒爭先恐後地拿著牛肉、羊肉、酒和糧食來慰勞劉邦的將士，劉邦好言好語地勸他們把這些東西拿回去，他說：「糧倉裡有的是糧食，不要再讓你們費心了。」
打那時候起，劉邦的軍隊在關中的百姓中留下了好的印象，人們都巴不得劉邦能留在關中做王。