秦始皇统一后的第二年，开始修筑“驰道”，以供巡狩之用。为了“示疆威，服海内”，秦始皇先后五次巡视全国，足迹所至，北到今天的秦皇岛，南到江浙湖北湖南地区，东到山东沿海，并在邹峄山（在今山东邹城）、泰山、芝罘山、琅邪、会稽、碣石（在今河北昌黎）等地留下刻石，以表彰自己的功德。此外又依古代帝王惯例，于泰山祭告天地，以表示受命于天，谓之“封禅”。
公元前210年，秦始皇最后一次巡游，南下云梦（在今湖北），沿长江东至会稽，又沿海北上返山东莱州，在西返咸阳途中于沙丘（今河北邢台附近）病逝。
其中秦始皇巡游的另一重大原因，就是为找寻长生不老药。但遗憾的是，最终药没找到，自己却在途中死去了。
但司马迁却像在同人们开玩笑，在《史记·吕不韦列传》中给予了另一个说法：“吕不韦取邯郸诸姬绝好善舞者与居，知有身。子楚从不韦饮，见而说之，因起为寿，请之。吕不韦怒，念业已破家为子楚，欲以钓奇，乃遂献其姬。姬自匿有身，至大期时，生子政。子楚遂立姬为夫人。”
子楚，是子异的字号。这段意思是说，吕不韦与绝色善舞的邯郸美人赵姬同居，知道赵姬有了身孕。子异到吕不韦家作客宴饮，见到赵姬而一见钟情，起身敬酒，请求吕不韦将赵姬送与自己。吕不韦开始非常生气，后来考虑到自己已经为子异的政治前途投入了大部分财产，为了“钓奇”获取投资的成功，他不得不顺水推舟，将赵姬送与子异。赵姬隐瞒了自己已有身孕，嫁与子异如期生下了嬴政。子异于是立赵姬为自己的夫人。那么根据这段记录，秦始皇实际上应该是吕不韦的儿子。
同一本史记对一件事却有两个说法，到底谁才是秦始皇真正的生父。对于任何一个普通人都想探个究竟的事情，放到一个伟大帝王的身上就更不必说了。由于司马迁这个始作俑者不明不白的记述，竟酿成了一桩两千年来的谜案。
多数人认为吕不韦才是秦始皇的生父，因为在司马迁的《史记·吕不韦列传》中记述相当明确。对于这个性格耿直，考据严谨的史学家，似乎不容我们有质疑的地方。可能的理解就是《史记·秦始皇本纪》中的记载并没有言说，秦始皇的生父就是庄襄王，只不过说是赵姬生始皇的事实而已。那么依据如此的解释，我们也能很好地还原那段历史了。
战国时期，诸侯混战频繁，两国之间为了结盟，常常将王室成员作为人质抵押到对方国家。通常说来人质在他国会受到优待，但是一旦本国违背盟约，人质就会面临生命的危险。秦昭王四十三年左右（公元前264年），秦昭王听取了范雎“远交近攻”的战略，把进攻的矛头先对准了邻国韩国和魏国，而和较远的赵国联合。秦国和赵国定约和好，互相交换王室子弟为人质以示真诚。此时18岁的子异以王孙的身分来到赵国首都邯郸作人质，被称为“质子”。
子异是秦孝文王二十多个儿子之中的一个，他是由秦孝文王姬妾中的夏姬所生。《史记》对夏姬的记载很少，可以说是一个不起眼的人物。而王孙异人也被看作是秦王室的疏远分支，地位很低，从他被送往赵国为人质这一点上也可知。子异在邯郸的处境可能是非常窘困。秦赵两国为了争夺一统天下的主导权，表面定约言和，背地里却扩军备战。在当时的情形下，作为人质的子楚无疑要遭到赵人的憎恨，根本谈不上优厚的待遇。而且秦国的资助也很少，生活上非常清贫。子异与吕不韦结识，大概是在到邯郸后的二三年间。
吕不韦是一位魏国的巨富，是远近闻名的大商人，因做生意往来于各国的都市。但他却野心勃勃，不单单满足于拥有万贯家私的地位和生活。在邯郸，吕不韦看到了穷困落魄的子楚，非常怜惜，自言自语地说：“此奇货可居。”意思是说，物以稀为贵，难得的东西正可以经营投资。在子楚身上，吕不韦看到了一个可以获利无穷的投资机会，更看到了自己的远大前程。
据《战国策·秦策五》记载，关于这项政治的投机，吕不韦与其父间有一段精彩的对话。他问：“种田的收益几倍？”父答：“十倍。”又问：“贩卖珠宝，收益几倍？”又答：“百倍。”再问：“扶立一个国君，掌握一国权柄，收益几倍？”其父笑答：“那就千倍万倍，算不清楚了。”吕不韦意味深长地笑着说：“是呀！如今即便我艰苦工作，仍然不能衣食无忧。扶立一个国君，不只可以荣华富贵，还可以泽及子孙后代呀！我决定去做这笔买卖。”吕不韦决定资助子楚，帮助他继承秦国的王位。穷困潦倒的子楚想也不敢想，不住地行礼，急切地说：“如果真向您计划的那样，我愿分出秦国的土地与您共享。”
主意已定，吕不韦便付诸行动。他拿出了一千金为本钱，其中的五百金馈赠给子楚，将他“包装”起来，让他广交天下宾客，以抬高其身价，提高受尊重度。另五百金则用来购买奇珍异宝，然后带着去了秦国的都城咸阳。在纵观时局后，吕不韦知道当时的秦太子安国君即将成为秦国的最高掌权者，而最受安国君宠爱的是妃子华阳夫人。但吕不韦很精明，没有直接去见安国君和华阳夫人，而是采取了更稳妥更有效的迂回策略，去找华阳夫人的弟弟和姐姐（《史记·吕不韦列传》中吕不韦是见华阳夫人的姐姐，通过她说服了华阳夫人。在《战国策·秦策五》中则是通过其弟弟阳泉君，说服了华阳夫人）。
在吕不韦的重金诱惑与心理恐吓之下，华阳夫人果然听从了吕不韦的计谋。华阳夫人便利用安国君的宠爱，成功说服他立子楚为继承人。从此，子楚在各诸侯国的名声越来越大。只等待回国做太子、准备以后继承王位的那一天早点到来。
吕不韦有一个年轻貌美的小妾赵姬，姿容美丽，能歌善舞。同居不久，赵姬就怀孕了。这一天，子楚在吕不韦家中做客，吕不韦心情尤佳，让赵姬前来献舞伴酒。子楚见赵姬天姿国色，舞姿撩人，心生爱慕之意。于是举杯为吕不韦祝酒，并大胆索要赵姬。吕不韦一听十分恼怒，但转念一想，还是压下了怒气，答应了子楚的请求。子楚高兴地把赵姬娶回家，赵姬也未言说自己已怀有身孕的事。巧合的是，也如期生下了一个男孩，这就是秦始皇。
秦昭襄王五十年（公元前257年），秦国再派大军围攻邯郸。赵国形势危急，打算杀掉人质子楚。子楚一家面临灭顶之灾。而吕不韦再次施展他的公关才华，使子楚得以逃脱，最终回到了秦都咸阳。赵王得知子楚逃走，便欲加害赵姬母子。赵姬是邯郸富豪之女，娘家人把赵姬母子藏了起来，安全地躲过了这场灾难。
六年后即公元前251年，做了56年国君的秦昭王驾崩。时年53岁的太子安国君继承王位，即秦孝文王，在位一年（有传说在位仅三天，服太子子楚所进美酒后猝死）就去世了。而后子楚继承王位，赵姬被立为后，嬴政为太子，而吕不韦则被任命为丞相。子楚在位时间也不长，三年之后便神秘地去世，而嬴政便顺理成章地登上了秦国的王位。吕不韦认为秦王是自己的亲生儿子，让秦王称自己为“仲父”，即相当于秦王的父亲。此时，吕不韦已经是掌管全国的政事，被封为相国，家中奴仆万人，真正是一人之下、万人之上，权倾朝野，只手遮天的大人物了。而此刻他当初的政治目的才是真正的实现了，他的赌注终于获得了回报。此后，还命食客编著《吕氏春秋》一书，吕不韦自己认为其中包括了天地万物古往今来的事理，故以此号称。
几年后秦王长大，不满于和自己鼎足而立的吕不韦政治集团，趁嫪毐之祸的机会免除了吕不韦的相位。为了铲除后患，他写信给吕不韦：“君与秦究有何功，得封国河南，食十万户？君与秦究属何亲，得号仲父？今可率领家属速徙蜀中，毋得逗留！”吕不韦看完书信，长叹数声，几乎泪下，想了又想，将来不会有什么好结果，不如就此自尽，免得受苦。于是便取了鸩酒，勉强饮下，顷刻间便毒发毙命。