李由死后，义军将士见他血染战衣，仍然手握长矛怒目圆瞪，都为之哭泣。前去调查的王明、陈宗听说此事后，冒死向二世奏道：“臣奉诏至关东调查三川郡守李由，其并无通寇之事。雍丘一战为国捐躯，忠烈可嘉。”项羽目睹李由惨烈之状也深为感动，令人把李由尸体送回其老家上蔡安葬。不过这一切二世都蒙在鼓里，王明、陈宗的上书也落在赵高手里。
过了几日，李斯邀同将军冯劫和右丞相冯去疾联名上奏二世，建议暂停阿房宫工程，减少边区戍守和转输。二世对李斯本来就有怒气，这下一触即发。他咆哮道：“这些都是先帝开创的功业，必须继续从事！我即位两年蜂盗并起，完全是因为你们镇压不力。你们身为两朝重臣，上无以报先帝，次不能为朕尽忠，有何资格占着丞相、将军的位子!”说罢下令将他们交付司法官审办。
冯去疾、冯劫非常痛心，为了不受羞辱，便在狱中含恨自杀了。胡亥派赵高审讯李斯父子，赵高立即露出魔王的本性。他天天严刑逼供，打得李斯皮开肉绽体无完肤；李斯实在受不住，只得招了假供。他之所以不自杀，是因为自思有雄辩之才，又是秦王朝的有功之臣；自己又的确没有谋反，如果上书二世，说不定就会赦免他。可他哪里知道，他的申诉书全部落入赵高手中。赵高轻蔑地将他的上书撕个粉碎，然后派亲信假称御史、谒者，奉二世之命前来复讯。李斯不知是假，果然尽翻前供自陈冤枉，却被痛打一番。如此数次。后来二世真的派人来审讯他，李斯以为还是和以前一样，就仍以假口供对之。胡亥看到口供后认为李斯真想谋反，不由对赵高感恩戴德：“如果不是爱卿，朕几乎被丞相出卖了!”等到调查“李由通盗”的使者回来时，赵高又欺骗二世说使者已将李由就地正法。
二世二年七月，经过一系列精心策划，李斯的罪名终于被赵高罗织而成，再也无法改变了。李斯被腰斩咸阳市。临刑之际，李斯与其次子一同就缚。李斯顾其次子说道：“我欲与汝再牵黄犬，出上蔡东门赶捕狡兔，已经不可能了！”说着大哭不止，次子亦哭，家属无一不哭。俄而监刑官至，先命将李斯黥面，次割鼻，次截左右趾，又次枭首，又次斩为肉泥。根据李斯制定的秦法，谋反应诛三族，而李斯的儿子多娶秦公主，诸女多嫁秦公子，这时也一并诛死。说起秦法真是惨无人道！
李斯凭借自身的才能，他在秦国干得非常出色，从廷尉一直干到大秦帝国的丞相，帮助秦始皇设郡县制、统一文字、罢黜百家、建立以吏为师的文化思想，成为当时皇权之下
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