就在秦二世皇帝三年的八月初，刘邦又不费一兵一卒占领了武关（今陕西丹凤县西），而这却促使秦国的内部发生一场历史性的政变。
原来，赵高自从受到秦二世的重用之后，把李斯视为肉中刺，眼中钉，所以他又用毒计将李斯除掉。赵高除掉了李斯以后，此时是一人之下，万人之上，他终于可以为所欲为，所以就一直欺上瞒下，将秦国搞得国不像国。赵高这种人，贪婪之心永远不会得到满足，因为他现在更进一步，想要篡夺王位，坐坐皇帝的龙椅。但是，毕竟他还是害怕有些宗室大臣会对此不服，于是又处心积虑地想出了一个毒计。
一天早朝的时候，赵高牵着一只梅花鹿上殿，向胡亥报告他在北山捕获了一匹神马，听说这种神马出现，将为帝王带来吉祥，同时代表国运更为昌隆。所以他特地牵来献给胡亥。
胡亥找了半天也找不到所谓的神马，就问赵高在哪里。赵高指着面前的梅花鹿说这就是神马。
胡亥认为赵高这是政务繁忙，给弄糊涂了，那明明是梅花鹿，不会是神马。
赵高却一口咬定面前的就是神马，赵高认为是胡亥操劳国事，身体欠佳，所以分辨不清。赵高还说如果胡亥不信的话，可以叫大臣们说说看，到底是鹿还是马。因为满朝大臣都知道赵高是胡亥身边红人，没人敢惹，也就不出声。后来赵高又想出一个办法，告诉那些大臣说，认为马的站到左边去，以为是鹿的就站在右边。由他自己先开始，认为是马的就跟着他站左边。此时一群平日里总想巴结赵高的那些大臣就立刻跟着走到左边，有几个大臣略为迟疑了一下，可是为了保住老命，只好无可奈何地跟着走了过去，只有三个耿直不屈的老臣站在右边。
赵高看到后心里十分生气，但是由于胡亥在场，却又不便发作，脸上仍然挂着一副好笑，说左边有三十多位，而右边只有三位，这应该就是神马了。胡亥本来就智力平平，他让赵高这么一搅也弄糊涂了，觉得自己是老眼昏花了，就匆匆下朝去休息了。
赵高送走了胡亥，立刻露出狰狞的面目，指着那三个耿介的老臣说：“你们三个糟老头只会一味地拍马，指马为鹿，欺君犯上，国家要你们这些马屁精有什么用？”
“我呸！你这个国家的蛀虫，明明是你指鹿为马，黑白不分，这才是真正的欺君犯上！”
赵高气得直跳，他说：“还敢狡辩！三十多个人都说是马，只有你们三个人硬说是鹿，谁是谁非清楚得很，你们还强辩什么？欺君之罪，罪该斩首，来人，把他们推出去斩了！”
就这样，赵高铲除了异己，这下完全放心了，现在朝中没有人敢当面质问和违背自己的意愿了。赵高听说刘邦和项羽二人已经把关东之地都差不多占据完了，又怕胡亥知道事情怪罪自己，就装病连着几天都没去参加早朝。
就这样过了几天，胡亥忽然想到关东的贼寇到现在还没有剿灭，十分不高兴，派人去责问赵高。赵高十分害怕，他以为六国复立还有秦将离叛的事情已经全被胡亥得知，于是派人找来弟弟赵成、女婿阎乐，说他几次规劝胡亥，要他改革弊政，他总是不听，结果搞得天怒人怨，叛贼四起。现在眼看局势不可收拾，竟然又想把这个烂摊子往我赵高身上揽，让他们想想对策。
女婿阎乐让赵高不用担忧，他身为咸阳令，真要有什么风吹草动，凭着他手下的兵力，绝不会让赵高受到半点损伤。但是赵高担心胡亥宣他进宫就地用刑，还是会死路一条。阎乐认为与其坐以待毙，不如先行将胡亥给翦除掉，拥立子婴继位，这样一来谁都不会讲话了。然后过一段时日再把子婴除掉，让赵高自己当皇帝。
于是，三人将计策安排妥当之后，阎乐就先把母亲藏起来，然后带了一千多名亲兵到望夷门，一声令下，绑起了卫令仆射。
卫令仆射顿时惊慌，不知道什么情况。阎乐说有贼盗逃到这里他却不阻止，显而易见，他是和贼人私通。卫令仆射更是吃惊了，他说望夷宫素来平静无事，又都有人巡守，不会有贼人。阎乐认为他是在狡辩，因为贼盗到阎乐家去绑走了他的母亲，所以他带兵一路追赶过来，到了这儿却不见贼人踪迹，如果不是仆射和贼盗私通放他进宫的话，不可能不见人影。
于是，阎乐杀了卫令仆射，就带兵直入，一路上有些走避不及的部将、宦官，不是被乱箭射死，就是被阎乐身边的兵将斩杀。
到了宫中，胡亥立即质问阎乐带兵前来的用意。阎乐也不答话，一箭射中胡亥的坐帏。
胡亥连下了好几声命令却没有人应声前来，惊慌之下，胡亥却也忘了躲入寝宫，只是呆呆伫立在那儿，脸色惨白。
阎乐指责胡亥骄恣纵欲，诛杀宗室，暴虐无道，惹得天下的人都起来反抗，胡亥请求让他去见赵高一面，但是阎乐哪里肯让他去见赵高。胡亥利诱他，说平日待他不薄，让阎乐放他一条生路，他愿意放弃帝位，让位给阎乐。阎乐更是以他作恶多端，害尽了天下百姓为理由，说自己奉丞相赵高的命令来为国除害。
胡亥眼见难逃一死，无奈之下只好请求阎乐给他一杯毒酒，让他留个全尸。阎乐终于答应了他这个请求，让胡亥与他的哥哥扶苏一样，死于毒酒之下。
胡亥一死，赵高立刻召集王公大臣集合到丞相府，宣布说：他是为了平息天下黎民的怒怨，也为了保全秦国的宗庙社稷，所以冒天下之大不韪，诛杀了二世皇胡亥。胡亥既然已经死了，秦国却不能一日无君，所以赵高想拥立胡亥的侄儿子婴为秦王。谁都知道，朝中的大权早就落在赵高的手里，胡亥只不过是挂名的傀儡皇帝，现在赵高杀胡亥立子婴，众人即使不服也不敢说出口来。
这一切似乎都已经在赵高的算计之中，而且比想象中更加顺利。等到众人离去，赵高不由得手舞足蹈，做起皇帝的美梦来了。但是他怎么也不会想到，就在他得意忘形的时候，一件出乎意料的事情发生了。
公子子婴早已知道了赵高的狼子野心，于是偷偷地找来两个儿子商量对策，说这次赵高派阎乐到望夷宫杀了二世皇帝，为了怕别人以弑君的名义除掉他，所以才明目张胆地宣布二世皇帝的罪状，说是为天下百姓请命，而且拿他作挡箭牌，要他即位。而且子婴早就知道赵高和楚军谈好了条件，准备杀尽秦国的皇室，而让他在关中称帝。所以子婴认为他明天如果去宗庙去接玉玺，恐怕是凶多吉少。所以他决定打算装病不去，赵高一定会派人来催，而让他的儿子就说他病重躺在床上，没有办法行庙见之礼。赵高听了一定会亲自来看个究竟，到时候，三个人就合力把他杀了，再下诏诛除赵成和阎乐他们几个残党。
到了第二天，赵高果然中计，亲自赶过来见子婴，说那些王公大臣们都在庙里恭候，赵高希望子婴忍耐一下，去行个礼，也耽搁不了多少时间。子婴装作很无力地躺在床上，用手掩着胸口佯装痛苦，说自己浑身冒汗，四肢发软，一点力气都没有，请赵高过去扶他一把。赵高哪里会想到这会是一个陷阱，只是很不耐烦地过去打算扶他。
突然，一把利剑直刺入赵高的心窝，赵高瞪大了眼睛，额头直冒冷汗，连话都没来得及说，就死在子婴的身上。赵高的女婿阎乐在旁边看到了岳父已经被杀，早吓得连滚带爬想要逃走，子婴的两个儿子一把将他揪住，把他当场砍死。
自从子婴登基之后，他为了挽救秦国的劣势，就派将军商奉到峣关（今陕西蓝田县东南）坚守。而此时，刘邦的军队也正好到了峣关。
刘邦打算强攻，先派两万人打先锋，试试秦军的实力如何，如果顺利的话，一举破关，就能直攻咸阳了。但是张良认为这场硬仗打下来，伤亡必定很大，到时候即使能入关，那么就没有力量再去对付虎视眈眈的项羽和其他的诸侯了。所以张良劝刘邦说，秦国内部虽然刚经过一场内乱，但是秦国的根基没有动摇，子婴是秦始皇的后人，可以说是名正言顺，要想硬攻强取，只怕不是那么容易，而且张良听说峣关新来的守将商奉，父亲是个屠夫，爱财如命，劝刘邦派一个能言善辩的人，带着金银财宝去劝他投降，同时，再派人在峣关城外扎营，周围多插些旗子，多点燃一些烟火，让商奉心理上有所畏惧。如此双管齐下，商奉可能就会投降了。于是，刘邦就按照张良的计划派郦食其前往峣关劝降。
秦将商奉见到刘邦派人前来，就问是不是刘邦派来过来投降的，郦食其也顺着他说刘邦见到他英明神武，十分畏惧，过来打算请求投降。
“虎父无犬子”，商奉的父亲爱财，他的儿子当然也是喜欢钱了。他询问刘邦能开出一些什么条件。郦食其心中对他极为嘲讽，但是表面上仍然是和颜悦色，说沛公让他带了明珠一斛，黄金百镒送给商奉。商奉见到了这份厚礼，神色马上和缓了很多，口中也尽是客套话。
正说话间，一名士兵匆匆忙忙跑进来在商奉的耳边低声说了几句话，只见商奉脸色大变，让那士兵再去确认一下。郦食其在一旁看得心里有数，知道张良的疑兵之计已经生效了。所以只是轻描淡写地加上一句：“商将军，沛公率领40万大军，一路长驱到峣关，听说是您把关，不敢开罪于您，因此按兵不动，先派我过来和将军您商讨一下。”
商奉刚才听了士兵报告说刘邦的几十万人马已将峣关团团围住，已经有些心神不宁，但是却又不知道刘邦派郦食其此来的真正目的，虽然已经猜出个七八分，他问郦食其到底要商量什么。
郦食其说沛公认为暴秦无道，早已失去天下民心。而商奉也是时代俊杰，不应该还为秦君卖命，应该自立为王，与义军共襄盛举，也让沛公借着商奉的光能够列土封侯。郦食其话虽然说得十分客气，但是商奉也听得出反面的意思，就询问刘邦到底是什么意思。于是郦食其道出了真正意图，郦食其说两军交战遭殃的总是老百姓，沛公为了不愿伤及无辜，所以希望能和商奉合作，顺利入关减少伤亡。
商奉也考虑了半天，后来也叹了口气说，让郦食其回去转告刘邦，让他今夜的子时注意峣关城头，只要见到一支火把右挥三下，左挥三下，再画个大圆圈，就表示一切顺利，要他赶忙带兵入关。
郦食其见任务完成，赶紧回报刘邦，刘邦得知这个消息非常高兴地告诉了张良。但是张良却神色疑重地考虑了半天，说需要改变策略。刘邦问他是不是担心诈降，张良却认为，投降的事应该是真的。不过如果商奉并没有和人商量就一口答应，他是新近派驻峣关的守将，他的威信还没有完全建立，他一个人答应投降，并不表示其他的人也都愿意。万一有人不服，杀了商奉，再将计就计，弄一个陷阱引刘邦大军进去，到时候就会陷入不利的局面当中。刘邦听完之后也慌了，不知道该怎么办，张良毅然地建议大军立刻攻进去。
刘邦认为现在太阳才刚刚落下去，现在动手可能会泄露军情。张良劝告刘邦说，现在再不动手就太迟了。张良认为，商奉在郦食其离开之后，一定会召集诸将商量，现在说不定已经起了内讧，趁着他们现在乱作一团的时候攻城是最好的机会，如果再等下去，恐怕对刘邦他们就不利了。于是，刘邦就按照张良的计策行动。
张良猜测的果然是正确的。郦食其还没走多久，商奉就召集副将，让他控制好军队，准备午夜接应刘邦入关，副将听了吓了一大跳，让他考虑考虑在咸阳城中被扣着当人质的父母妻子，而商奉说他的父母早就过世了，而他唯一的儿子也在长平之战中战死，他的妻子也受不了这打击在年前去世，他没有什么要顾虑的。
但是他手下的副将却说他们的一家大小几十口人都还留在咸阳，要是他们这边有个什么风吹草动的，家里人就全完了。但是商奉还是不管他们的顾虑，只想一味地去行动。手下的一个副将不想顺从他的这个命令。商奉立时拔出了佩剑，与他在大厅上决斗。这时几个卫士听到了打斗声，急忙赶了进来，商奉看到大厅上突然多了好几个人，生怕那些副将会把自己通敌的阴谋说出来，就着急想赶快把副将给解决掉，来个死无对证。可是心里一急就乱了阵脚，一不小心露出个破绽，被副将一剑划中左臂，长剑落地，那个副将没有杀他，只叫卫士们将商奉扶下去，士兵们却站在原地犹犹豫豫地不敢动手。
商奉立刻大声呼喊，说副将违抗军令，却又诬赖他造反，叫人赶快把他制伏。而副将就说他私通刘邦。这两个人就在那儿你一句我一句地争执着。
正在他们双方僵持不下的时候，一个裨将跑到大厅报告说刘邦攻城了。商奉一听就愣了，觉得很是奇怪，因为约定的时间还没到。
副将没有时间跟商奉对骂了，马上命令士兵守城，但是裨将说已经守不住了。商奉一听说已经守不住了，连忙踏上两步，说要开城投降，副将见他到了这个地步还想降敌，不待他说完，就一剑杀死了他。
就这样内讧也结束了，但峣关也是大势已去，刘邦大军一进入峣关，就命人大喊：“放下武器，投降的不杀！”秦军见城池已经被攻破，早就丧失了斗志，经他们这么一喊，十之八九都把兵刃丢下，剩下的几个士兵还想顽抗，但是没有多久就被歼灭了。
后来，刘邦大军占领了峣关，又攻破了蓝田，直接打到了渭水东岸的灞上，逼迫得子婴无奈之下，在这一年的十月向刘邦投降，结束了这个统一中国20年的暴政。
刘邦终于如愿以偿地进驻了咸阳，看到秦国那雄伟的宫殿，奢华的布置，之前的斗志立刻消失在了九霄云外。他在咸阳狠狠地享受了一番，等到刘邦看到后宫的三千佳丽个个美若天仙，整个人几乎都要瘫痪了，立刻决定留在咸阳宫中。时间长了，这种奢华日子习惯了，刘邦就再也不想出关了，只想整日沉浸在酒色当中。
樊哙见刘邦整日花天酒地，对政事一点都不过问，十分担忧，就仗着自己和刘邦是老搭档又是连襟的关系，硬闯到宫里对刘邦说：“你到底是想得天下，还是只做个富家翁？秦国就是亡在这些宫殿、美女和摆设上面，你还要这些东西干什么？快跟我离开这儿回灞上去吧！这个地方住久会要人命的。”
刘邦听完之后愣了一下，他没有想到之前杀狗出身的家伙也会板起面孔来说教自己，听着实在很不好受，就压根不搭理他。樊哙眼见刘邦已经玩昏了头，也不听劝，就忍着愤怒去找张良。
张良听完樊哙的倾诉，立刻进宫找到刘邦，苦苦劝导，说秦君无道，搞得天下大乱，这才使得刘邦有机会进入咸阳。结果刘邦刚得了咸阳，就开始花天酒地，终日沉溺在声色犬马当中。张良告诫刘邦可曾想过，这样一来老百姓没有人再会信服和拥戴他了，说不定立刻就有第二支义师进来取代他了。而且如今项羽声势浩大，实力远远胜过刘邦他们，而且过不了几天就可以到达咸阳，如今他既然已经先抵达了咸阳，可以说是百废待举，而他却不理政务，反而沉溺于享乐。樊哙说得也很对，虽然是话不好听，但是都是肺腑之言，希望刘邦采纳樊哙的意见，跟他们一起回灞上。
听完这些，刘邦就再也不能赖在此地不走了，因为刘邦心中清楚，自从攻打峣关的时候，张良先把刘邦由战略拉向政略，然后又从政略转化成为战略，才能够成了现在的大事而能顺利入关的。毕竟之后与群雄征战的回数还有很多，于是他听从了张良的话，马上出宫，驻军灞上，然后又采纳张良的建议，召集关中诸县父老豪杰开会，与他们约法三章，而刘邦的演说也是值得人回味：
“各位关中的父老兄弟姐妹们，在暴秦苛刻的法律逼迫下，我们天下的百姓流离失所，痛苦不堪，而且还在精神上给我们老百姓更大的压力，比如诽谤朝廷的要诛灭九族，低声私语的要被杀等等，生命毫无保障，这使得天怒人怨。因此我刘邦决心要拯救万民于水火，而且我一直是本着这种抱负而起兵的，在诸位乡亲的协助之下，才能让我进入关中。在此，我希望大家不要担心，因为我是来给大家谋幸福、解除痛苦的。因此我刘邦与大家约法三章，希望咱们能够共同遵守，那就是：一、杀人者处死；二、伤人者按律抵罪；三、抢夺财物一律按情节轻重议处决不宽待。而之前秦国的苛捐杂税，全部予以废除。请各位回去相互转告，所有的从业者还是继续从业，我的军队就驻防在灞上等待诸侯来会师，只要各位不犯法，我们绝不会干扰各位的。”
当秦国的老百姓听完刘邦的这番话之后，都十分高兴，他们立刻杀猪宰羊，抬着酒食到灞上去犒劳刘邦大军。刘邦却坚决不肯接受他们的美意，而是婉言拒绝，说军中有的是粮食，还让父老乡亲不要破费，免得让他们感到不安。
秦国的老百姓知道刘邦如此的仁厚和爱民之后，更是欣喜，而刘邦的这种仁德不胫而走，所有的老百姓都拥护刘邦留守关中当秦王。