胡亥在位期间，任由赵高专权，实行残暴统治。他下令诛杀蒙恬、蒙毅等忠臣，又将数十位兄弟姐妹处以极刑，导致朝堂人心惶惶。同时，他继续修建阿房宫，加重赋税徭役，引发百姓怨声载道，最终爆发了陈胜吴广起义。
随着起义军逼近咸阳，赵高担心胡亥追责，与女婿阎乐、弟弟赵成密谋弑君。公元前207年，阎乐以“盗贼入宫”为名率军闯入望夷宫。胡亥身边的侍卫早已被赵高收买，人抵抗。阎乐当面历数胡亥罪状，逼迫其自杀谢罪。
面对死亡，胡亥仍试图妥协，请求做郡王、万户侯，甚至普通百姓，均被阎乐拒绝。最终，胡亥在绝望中拔剑自刎，年仅24岁，在位仅3年。他死后，赵高以平民之礼将其葬于杜县南，没有庙号和谥号。
胡亥的死亡标志着秦朝的统治走向终结。不久后，赵高扶持子婴继位，子婴设计诛杀赵高，但此时秦朝已名存实亡。公元前206年，刘邦率军入咸阳，秦王朝正式灭亡。胡亥的悲剧不仅是个人的失败，更是秦朝严刑峻法与专制统治的必然结局。