辛卯秋季，七月，丙寅，始皇在沙丘宫平台驾崩。
当初，始皇尊重宠爱蒙氏兄弟，颇信任他们。蒙恬在外担任大将，蒙毅则在朝中参与商议国事，被称为忠信大臣，所以即使是高级将领或丞相，也没有人敢与他们一争高低。赵高犯下大罪，始皇派蒙毅惩治他，蒙毅认为赵高依法应判死罪。始皇因赵高办事灵活而赦免了他，并恢复了他的官职。赵高既然素来得到胡亥的宠幸，又怨恨蒙氏兄弟，就劝说胡亥，让他诈称以始皇遗诏之命杀掉扶苏，立胡亥为太子。胡亥认为他的计谋很好。赵高于是会见丞相李斯说：“你的才能、谋略、功勋、人缘以及扶苏对你的信任，这五点全部拿来与蒙恬相比，哪一点比得上他呢?”李斯回答说：“都比不上他。”赵高说：“既然如此．那么只要扶苏即位，就必定任用蒙恬为丞相，您最终不能怀揣通侯的印信返归故乡的结果已经是显而易见的了!胡亥仁慈忠厚，最可以担当皇位继承人．希望您仔细考虑一下并作出决定!”丞相李斯认为赵高说得很对，便与他共同谋划，诈称接受了始皇的遗诏，立胡亥为太子，又用始皇的名义给扶苏诏书，责备他多年来不能开辟疆土，创立功业，却使士卒大量伤亡，并且多次上书，直言诽谤父皇，日夜地抱怨不能获准解除监军职务，返回咸阳当太子；将军蒙恬不纠正扶苏的过失，却参与扶苏的图谋；因此都让他们自杀，将兵权移交给副将王离。
扶苏打开诏书，随即自杀。蒙恬不肯死，使者便将他交给官吏治罪，囚禁在阳周；适逢蒙毅代替始皇外出祈祷山川神灵求福，返回，于是将他囚禁在代郡。
秦二世胡亥想要杀掉蒙恬兄弟二人。子婴规劝说： “赵王迁杀李牧而任用颜聚，齐王建杀死他前代的忠臣而任用后胜，最终都使国家灭亡。蒙氏兄弟，是秦国的重臣谋士，陛下却打算一下子就把他们除掉。诛杀忠臣而扶立节操品行不端的人，这只会导致对内失去群臣的信任，对外使将士意志涣散啊!”秦二世不听从劝告，于是就杀掉了蒙毅及内史蒙恬。蒙恬说：“我们蒙家自我的先人起直至子孙，在秦国建立功业和忠信已经三代了。如今我领兵三十多万，身子虽然被囚禁，但我的势力仍然足以进行反叛。可是我知道自己必定得死却还奉守节义，是因为我不敢辱没祖先的教诲，并表示我不忘先帝的大恩大德啊!”于是就吞服毒药自杀身亡。
扬雄《法言》说：有人问：“蒙恬赤胆忠心却被杀掉了，忠诚还有什么用呢?”回答说：“开山填谷修筑长城，西起临洮，东接辽水，威力不足而造成的死亡却有余，蒙恬的这种忠诚是不足以辅助君主的。”
臣司马光说：秦始皇正荼毒天下时，蒙恬甘受他的驱使，如此，蒙恬的不仁义是可知的。但是蒙恬明白人臣所应守的道义，虽然没有罪而被处死，仍能够宁死忠贞不渝，不生二心，这也还是很值得称道的啊
参考资料：http://www.edudo.com/ziyuan/0603/200631593847.asp