三十七年癸丑十月，始皇出游天下。左丞相李斯随行，右丞相冯去疾留守京城，幼子胡亥羡慕始皇的出游，请求跟着去，始皇答应了。十一月，走到云梦，在九疑山祭拜虞舜，坐船沿着长江顺流而下，到籍柯游览。（前贤无注，今人胡怀琛、庄适曰：籍柯不详。兹姑以地名解。）渡过牛渚（海当为江字之误，江渚即牛渚，采石矶者是也，从《志疑》说。）途经丹阳，抵达钱塘，来到浙江，浙江的水势汹险，于是改向西行一百二十里，从两岸最狭窄的余杭渡江。登上会稽山，拜大禹，望祭南海，并且立了石碑，刻写碑文歌颂大秦的功德，碑文写道：
　　
　　“我大秦皇帝功业伟大，德惠远流。三十七年，亲自巡行天下，前往远方观览，于是登上会稽山，省察当地的风俗习惯，老百姓都端正庄敬，群臣歌颂功德，登录他的事迹，追述他的高明。圣明的皇帝君临天下，始奠定刑法制度，公布所策划的规章。分明法式，审定百官的职掌，建立历久不变的纲纪，由于六国的诸侯王专权叛乱，贪心乖张，傲慢凶猛，率众自强，暴虐百姓，任所欲为，倚靠着武力而骄傲狂大，屡次发动军队，暗通谍使，以为合纵，行为卑鄙，内里掩饰他们的诈谋，外面派兵前来侵略边境，于是战祸兴起，皇帝伸张正义与神威，诛伐他们，止息强暴，把乱贼全部消灭。于是圣德广溥，六合以内都蒙受不尽的恩泽，统一天下，处理万机，使远近清平，谋划掌理一切，考察事物的名实，分别加以记载，使贵贱之人都自通其情，不论好坏陈述劝谏，没有丝毫隐瞒。他矫正人民的过错，宣扬大义，凡是丈夫死了有儿子相伴而改嫁他人的，便是背弃死去的丈夫，不是贞节的女人。要以礼义来防禁内外，禁止淫乱的行为，男女必须洁身自爱，信实真诚，男子与别人的妻子通奸，杀死他也没有罪。（罪当作辜，从《考证》说）男人行为端正，妻子却逃家另嫁，那么做儿子的就可以不认这个母亲。（从沈家本说。）如此一来，老百姓蒙受教化，廉洁清明；伟大的政治措施，使民俗大变，全天下的人，都承受这种风气，蒙被美政，遵守规矩，和祥安泰，互相敦勉，无不顺从政府的命令，个个清廉，人人乐于守法，天下永保太平，后世敬奉典教，恒常不变的法治是可以永久流传的。这次巡狩，车船平安，不曾有倾覆的危险，随从的臣子都赞美，请求刻写这个石碑，垂示后人以美好的仪范。”
　　
　　回程经过吴县，从江乘地方渡江，沿着海岸向北行，抵达琅邪，方士徐福等人到海中寻找神药，好几年都没有找到，用去很多钱财，恐怕遭受谴责，于是对始皇说：“蓬莱仙岛的神药是可以拿到的，然而航行时常常被大沙鱼袭击，所以无法到达，希望派些善于射杀沙鱼的人和我们一起去，沙鱼出现就用大弓箭射杀它。”始皇梦见自己和海神战斗，海神的形状好像人，询问解梦的博士，博士回答说：“海神的本来面目是无法看到的，它往往假借大沙鱼或龙作替身，现在皇帝您祷告祭拜既完善又恭谨，却出现这个凶神，应该设法除掉它，而后善神才会来临。”于是命令下海的渔人备置捕大鱼的用具，亲自拿着大弓箭等待大沙鱼出现好射杀它，从琅邪北面一直航行到劳山、成山，（从顾炎武说。）沙鱼都没有出现，到了之罘，果然出现了，射杀了一条。
　　
　　然后沿着海，渡河往西走，到平原渡口始皇染上疾病。他讨厌说死，群臣也就没有人敢讨论有关死的事情，始皇的病愈来愈严重，于是写了一封盖有玉玺的信赐给公子扶苏，说：“回来咸阳参加我的丧礼，然后把我埋了。”这封信已经封了口，放在中车府令赵高掌理印信玉玺的办公室，还未交给送信的使者。七月丙寅日，始皇死在沙丘平台，丞相李斯认为皇帝死在外地，恐怕一些公子及天下的百姓乘机造反，于是把始皇死去的消息隐藏起来，不肯办丧事，将棺木放置在辒凉车中，派亲信的宦官驾车，每到一地方，依旧照常上呈餐饭，众臣和平常一样上奏国事，而由宦官从辒凉车内批准公文，只有始皇的儿子胡亥、赵高以及五、六个亲信的宦官知道皇帝已死。赵高曾经教导胡亥学习文字和治理讼狱的法律制度，胡亥私下对他很宠幸，因此赵高便和公子胡亥、丞相李斯暗地商量，打开始皇赐给公子扶苏的书信，另外伪称丞相李斯受到皇帝在沙丘临死遗留下来的诏命，立胡亥为太子，换了一封信送给公子扶苏和蒙恬，责怪他们的罪过，命令他们一起自杀，这些事情在李斯的本传记载非常详细。胡亥等人继续前行，遂从井陉抵达九泉，刚好遇上天气热，始皇的辒凉车发出臭味，于是命令随从官员，每个人的车上装载一石鲍鱼，使人分辨不出是什么东西发臭，从捷径直抵咸阳，然后才宣布始皇的丧事，太子胡亥继立，称为二世皇帝。