李斯坐到丞相的位置后，他的儿女也相继和皇族结亲，地位之高无人能及。李斯的长子叫李由，是三川郡守，他请假回咸阳时，李斯在家中给他接风，据说门前的马车数以千计。李斯看到这种情形感慨道：“以前我的老师说过事情不要搞过了头，我本是上蔡的平民，街巷里的百姓，皇帝不嫌弃我才能低下，才提拔我到这么高的位置。如今我一人之下，万人之上，可以说是富贵荣华到了极点！盛极必衰，真是不知道自己将来会如何啊！”李斯害怕权势的衰退、害怕位置不保，开始整天忧虑。

公元前210年，秦始皇沿海北上，前往琅琊山，丞相李斯和中车府令赵高随同前往。秦始皇有二十多个儿子，长子扶苏因多次直言劝谏而被派到上郡监督蒙恬的军队，小儿子胡亥跟从随行，其他儿子都留在了咸阳。

秦始皇在巡游途中死在了沙丘。赵高诱惑李斯，伪造了一封诏书，废了长子扶苏，立胡亥为皇帝，即秦二世。

李斯对赵高的行为和当时的局势深感不安，他曾多次进谏，都被秦二世拒绝。秦二世把吴广攻打三川郡、李由无法抵抗的责任，都归罪到李斯的身上，并责备他身为丞相却让天下“群盗”纷起。

李斯深感恐慌，为了保住自己的爵位和俸禄，便给秦二世上表《劝行督责书》，在《劝行督责书》里，李斯一方面劝陛下坚持法治，主张用严刑峻法监督和控制群臣，这样臣下就会奉公守法，不敢作乱，天下安宁，国家富足；另一方面暗示二世要警惕赵高篡权。当时，秦二世昏庸无能，一切都听信于赵高，对李斯的进谏书置之不理。赵高得知此事，对李斯非常不满，于是动了杀他的念头。

秦二世听从赵高的主意，不再坐在朝廷上接见大臣，二是身居宫中，一切公务都由赵高代替。李斯见自己的进谏书被搁置，便想当面与皇上谈谈。赵高设下圈套，假装讨好李斯：“我会帮您留意的，只要皇上一有空闲时间，一定立刻通知您！”

赵高确实通知了李斯，可是都是在皇上与美女娱乐的时候，李斯一连三次打扰了二世的游玩兴致，二世非常生气地说：“我没事的时候不来，一到休息娱乐的时候他就来奏事，是不是存心与寡人作对？”

赵高见目的达到，便趁机陷害说：“当初沙丘之谋，李斯曾参与在内。现在陛下做了皇帝，李斯仍然担任丞相。我看他这样做，显然是想割地封王。况且，李斯的长子李由任三川郡守，楚地盗寇陈胜等人都是李斯邻县或同乡的百姓，所以他们才敢如此横行造反。他们经过三川郡时，李由不肯派兵出击。我早就听闻李斯父子跟陈胜等人有书信往来，而且丞相在朝中的权力比陛下还要大！”

秦二世信以为真，想要查办李斯，又担心赵高的话有假，便派人到三川郡查访李由勾结陈胜等人的罪状。

李斯指责赵高诬陷良臣，他告诫秦二世赵高有篡权的野心，如不早早除掉，恐生祸患。秦二世不仅不信任李斯，反而担心李斯杀掉赵高，就暗中把这些话告诉了赵高。赵高说：“丞相忧虑的只有我呀，我要是死了，他就可以干田常干的那些事了！”秦二世一听，勃然大怒。

此后，农民起义队伍进一步壮大，秦朝岌岌可危。李斯与右丞相冯去疾、将军冯劫再次上书进谏，请二世减轻赋税，停止征发徭役修建阿旁宫。秦二世并不理会李斯的一片忠心，反而斥责李斯说：“现在群盗遍及各地，你身为丞相不尽力禁止，却让我停修先帝所要修的阿旁宫，你上有负于先帝，下不为我尽忠，还在相位有何用？”于是派人将三人捕入狱中。冯去疾、冯劫自杀，李斯交由赵高负责审讯。

李斯在狱中被赵高严刑拷打，百般折磨，只好承认有谋反的罪行。但是，李斯仍然寄希望于秦二世，幻想他能醒悟过来，赦免自己。因此，在狱中又上书二世皇帝，书中以罗列自己七大罪状的名义，陈述追随秦二世三十多年来立下的功绩，借以表达自己忠心耿耿，绝无谋反之心。然而李斯的上书最后都落在赵高的手中。

为了不使李斯翻供，赵高又命令手下十多人，假扮成秦二世的使者，对李斯轮番审讯。李斯不知有诈，便更改口供，把实情向这些人陈述，却遭到赵高一次又一次的严刑拷打。

经过这样的审讯，李斯惨遭折磨，再也不敢陈述实情。后来，二世皇帝派使者前去审讯时，李斯以为与前十余次一样，都是赵高的党羽，只好一一乱供，不再申辩。秦二世听了使者的回报，非常高兴地说：“若不是赵高，我差点上了李斯的当。”

秦二世派去调查李由罪状的使者到达三川郡时，李由已经被项梁的起义军杀死。使者回来后，赵高便将使者所调查的实情一一篡改，编造了许多李由谋反的罪状，以此陷害李斯。二世皇帝二年（公元前208年）七月，李斯以谋反罪被判处死刑。

临刑前，李斯与他的二儿子握手惜别，他感慨地说道：“我的孩子，你还记得吗？那时候我领着你们的手牵着黄犬，到上蔡东门去猎兔的欢乐场景。看来，这样的美妙时光大概再也不会有了！”说完，父子二人抱头痛哭。李斯被腰斩于咸阳街头，全家老小无一人幸免。

李斯，有能力，但是他的品质又是低劣的，凡事以个人的利害得失为准绳，为了个人利益而帮助小人，最后又被小人所害。可以说是自食恶果、咎由自取。所以说，个人的发展，光看才华是不够的，最重要的是以品德做根基，两者兼得，才有可能成就一番事业。