趙高確立子嬰繼承大統之前，已經放出話來，秦帝國的國土大幅縮水，山東六國相繼立國，因此，子嬰只能繼位稱秦王，不得再稱皇帝。
趙高讓子嬰齋戒五天之後，再到祖廟中舉行典禮，接受玉璽，繼承王位。
子嬰得知秦二世胡亥被殺，趙高立自己繼承王位。齋戒之時，他和兩個兒子及宦官韓談商議：趙高在望夷宮殺了二世，擔心群臣會殺了他，所以才擁立我繼位。我還聽說，趙高已經和楚人商議聯合滅秦而在關中稱王。現在他要我齋戒五天之後到祖廟中去繼承大統，這是想在祖廟中對我下手。我如果稱病不去，趙高一定會親自來。他一來，我就殺了他（令子嬰齋，當廟見，受玉璽。齋五日，子嬰與其子二人謀曰：「丞相高殺二世望夷宮，恐群臣誅之，乃佯以義立我。我聞趙高乃與楚約，滅秦宗室而王關中。今使我齋見廟，此欲因廟中殺我。我稱病不行，丞相必自來，來則殺之。」《史記·秦始皇本紀》）。
趙高派了幾撥人來催子嬰，子嬰拿定了主意就是不去。趙高急了眼，新國君在宗廟受命是國家大事，子嬰怎能不來？於是，他親自到子嬰齋戒的宮中來「請」。子嬰聽說趙高求見，立即召趙高入宮。子嬰指使韓談潛伏在暗處，趙高一入齋宮，太監韓談眼疾手快，一刀就將他砍死了。之後，子嬰趁機滅了趙高三族（高使人請子嬰數輩，子嬰不行，高果自往，曰：「宗廟重事，王奈何不行？」子嬰遂刺殺高於齋宮，三族高家以徇咸陽。《史記·秦始皇本紀》）。
沙丘政變以來一直順風順水的趙高終於走完了他罪惡的一生。
趙高萬萬沒有想到自己最終竟然死於子嬰之手，並像李斯一樣被滅三族。
至此，沙丘政變的三巨頭胡亥、趙高、李斯都走下了歷史的舞台。
趙高設計殺了那麼多人，特別是殺扶蘇，戮蒙恬、蒙毅，族李斯，弒胡亥，難度都相當大。但是他都玩得順風順水，為什麼最終卻栽在了子嬰的手裡呢？
趙高低估了子嬰，趙高完全沒有想到子嬰竟然敢拿自己開刀。如果趙高充分估計到這一點，子嬰就不可能得逞。
趙高之所以立子嬰為秦王，是因為他在和子嬰長期的相處中深知子嬰是一個沒有政治野心的人，但他卻不知道子嬰雖無政治野心但也絕不是一個沒有作為的人。
子嬰殺趙高，一是不願自己為趙高所殺，二是不願大秦帝國因趙高而敗亡。子嬰和趙高之間的矛盾是生死之爭。子嬰有謀略、有膽識，只是這種謀略與膽識長期沒有展示的平台。趙高雖然擅長搞陰謀，但是趙高認真對付的是扶蘇，是蒙恬、蒙毅，是李斯，是胡亥，對於子嬰，趙高從來都沒有放在眼裡。
恩格斯說，在歷史上活動的許多個別願望在太多的場合下得到的完全不是預想的結果，往往是恰恰相反的結果。趙高推著陰謀權詐的車輪，踩著由他一手鋪就的血腥道路，登上了直達權勢高位的台階，也為自己挖掘了粉身碎骨的萬丈深淵。機關算盡太聰明，反誤了卿卿性命。趙高親手把自己釘在了歷史萬劫不復的恥辱柱上。