胡亥此时并不了解天下的真实情况，等到陈胜的军队逼近了都城咸阳，他这才着了急，听从了章邯的建议，让他率领释放的骊山刑徒出战迎敌。这些刑徒常年从事体力劳动，身体强壮，刚刚被释放，士气很高，在勇将章邯的率领下，初期打了很多胜仗，战胜了陈胜和项梁的部队，但后来，项羽破釜沉舟与章邯决战，使章邯作战失利，章邯向胡亥求救兵增援，又被赵高猜疑拒绝发兵。走投无路的章邯最终投降了项羽。章邯一走，秦的军队便不堪一击，秦朝江山危在旦夕。
到这时，胡亥才猛然醒悟过来，原来赵高说的天下太平竟是谎言，现在天下已经乱得要亡国了，胡亥言谈之中对赵高很是不满。原来就有篡位之心的赵高干脆先动手了。
赵高的女婿阎乐领着上千人，假称抓捕盗贼，直闯胡亥的行宫，最后胡亥抽剑自刎，死在最宠信的奸臣赵高之手。
胡亥死时只有二十三岁，皇帝也仅仅当了三年，后来以黔首（即百姓，因为秦朝崇尚穿黑衣）的礼节埋葬了他，墓地在杜南（现在西安西南）的宜春苑中。秦二世胡亥和秦始皇嬴政一样没有后来皇帝的谥号和庙号，这是因为秦朝实行中央集权制，维护君主的绝对权威，禁止臣下对君主议论评价，到了汉朝，随着治国思想由法家变成儒家，谥号和庙号也就出现了。
【后人评价】
贾谊《过秦论》曰：“始皇既没，胡亥极愚，郦山未毕，复作阿房，以遂前策①。云“凡所为贵有天下者，肆意极欲，大臣至欲罢先君所为”。诛斯、去疾，任用赵高。痛哉言乎！人头畜鸣②。不威不伐恶③，不笃不虚亡④。距之不得留，残虐以促期⑤，虽居形便之国，犹不得存。”
注：①遂：实现。②畜鸣：象牲畜一样鸣叫。意思就是说出话来象牲畜。③威：威势，这里是逞威、暴虐的意思。④笃：重。这里指罪恶重。⑤促：缩减，缩短 。
翻译：秦始皇死后，胡亥极其愚蠢，郦山工程还没有完成，又重新营造阿房宫，以实现先王的计划。还说什么“对于据有天下的人来说，以为最可贵的，就是想干什么就干什么，大臣们竟然要废弃先君想干的事情”，杀了李斯、冯去疾，任用赵高。二世的这个话叫人多么痛心啊！他长着人的脑袋，却发出牲畜一样的叫声。如果他不逞淫威，人们就不会讨伐他的罪恶；如果他的罪恶不深重，就不至于国灭身亡。直到帝位保不住了，残酷暴虐又加速了他的灭亡，虽然占据着地形有利的国度，还是不能长存。
