而此前，蒙毅也因执法不阿，得罪了中车府令赵高，这就为蒙氏以后的悲剧埋下了伏笔。秦始皇曾多次出巡，始皇三十五年《前212年)，秦始皇试图开辟一条新路，着蒙恬负贵指挥“堑山埋谷”，修路架桥。但从九原到甘泉有一千八百多里远，工程浩大，一时未能修好。
始皇三十七年(前210年)冬，始皇第五次也是最后一次出巡，路线是“行出游会稽，并海上，北走琅邪”。跟随同行的有秦始皇最喜爱的少子胡亥，还有亲信大臣李斯、蒙毅、赵高等人。始皇因途中 劳 顿，“至平原津而病”，逐渐加重。
于是派蒙毅沿原路“还祷山川”。这一方面是秦始皇极信的世界观所，另一方面对“之变”的发生产生了重要影响。可惜由于史料记载的缺佚，赵高是否在这件事中做了什么手脚已无法确考了，但有一点可以肯定蒙毅此去，完全改变了始皇身边的力对比甚至在某种程度上可以说改变了 整个秦 王朝的历史进程。
在赵高的策划和怂恿下，胡亥、李斯一起合谋参予了“沙丘之变”，他们一面矫始皇的进诏，以伪诏赐公子扶苏，一面派李斯的舍人为监军夺蒙恬的军权，同时又收买了蒙恬的部将一王葛的孙子王离。而远在千里之外的扶 苏蒙话，事先因信息不通，没有充分的思想准备事发后扶苏又毫无主见，对伪诏深信不疑，大哭欲自尽。
蒙恬虽然表示了他的怀疑，“复请之”;并曾劝止扶苏说，“陛下居外，未立太子，使臣将三十万众守边，公子为监，此天下重任也。今一使者来，即自杀，安知其非诈? 复请，复请而后死，暮也”。但已为时太晚，扶苏还是死了。由于秦代实行监军制度，蒙恬平时并无调动军队全权，而且现在戍边军队的一些将领也被更换，黎恬自己也被逮了起来，关在阳周。
本来胡亥听说扶苏已经死了，就想放掉恬兄弟，但是“有贼心”的赵高 认 为恬、蒙毅是他篡权的最大碍，必欲除之而后快。在胡亥面前挑拨说:“E闻先帝欲举贤立太子矣，而毅:“不可’。若知贤而俞弗立，则是不忠而惑主也。 以 愚意，不若诛之。”此时蒙毅闻讯刚刚赶回，胡亥即下令“系蒙毅於代”。
胡交返回成阳安葬完泰始皇后，自立为二世皇帝，赵高更加得宠，“日夜 毁 恶装氏，求其罪过，举劾之”。秦二世的叔叔子婴不赞成杀掉蒙恬、，进谏劝止:“闻故赵王迁杀其良李牧而用颜聚，燕王喜阴用荆轲之谋而倍染之约，齐王建杀 其故世忠臣而用后胜之议。此三君者，皆各以变古者失其国而殃及其身。
今蒙氏，秦之大臣谋士也，而主欲一旦弃去之，臣窃以为不可。臣闻轻虑者不可以治国，独智者不可以存君诛杀忠臣而立无节行之人，是内使群臣不相信而外使斗士之意离也，臣窃以为不可。”子婴的这番话还是比较有 见解的。但是昏庸残暴的秦二世不听谏阻，执意杀功臣，赵高“欲以灭蒙氏”，更是曲尽诽资谗害之能事，李斯出于利，也从旁推波助澜。
他们“御史曲宫乘传之代”，杀害了蒙毅。聚二世又派人到阳局对装话说:“君之过多矣，而卿弟毅有大毕，法及内史。”蒙恬还想向二世再申诉--下，但使臣不许，逗他自杀。蒙恬只得仰天长叹，吞药自尽。蒙恬 兄弟 死后，秦二世、赵高等人又杀害了一批先朝大臣，使得茶王钥内无贤臣、外无良将，统治集团内的矛盾也越来越尖锐。终于在农民起义的打击下，很快地崩溃了。
绥德的百姓相传说，蒙所生前治军有方，与所率士兵相处得很好，他被害后，士兵们都很怀念池，每人用衣襟盛一襟黄土，倒在他的坟堆上，这样居然堆尼了- 座土山。据说明朝人为了纪念蒙恬和扶苏，还为他们修了祠堂，但岁月沧桑，惜今己 不 复 存在。
事实上现存有关文献记载和出土的尖物都可证明，笔的产生绝不始于秦代，更非蒙恬一人所造。如《庄子》中有“宋元君将画图，众史皆至受揖而立，舐笔和愿，在外者半”一段话，“舐”即“舔”，宋元君舔的就是 一 枝毛笔。春秋战国时，笔已在各诸侯国 被 使 用了，而秦国则叫作“笔”。1954年在湖南长沙市南郊左家山发掘的一座战国晚期 木柳楚 中，发现有一枝用上好兔毛箭做成的毛笔这支毛笔就被命名为“楚笔”。
1975年在湖北云梦睡虎地秦基中又发现了三枝竹管笔样子已有较大改进。有的学者认为，楚笔还不是最早的毛笔，毛笔的产生比欧洲的羽毛笔、甚至比古埃及的芦管笔历史更悠久。因为从出土的新石器时代的器来看，上面画有很精细的图案，没有毛笔恐很难画出。以此推断，在我国新石器时代，就有入懂得制造简单的毛笔了。
当然我们也不排除，在毛笔的发展过程中，蒙恬可能做过某些改进与推广。至于《风俗通考》 中所述蒙恬还曾发明风筝，也因无其他文献及实物旁证而未敢定论。不知是否与当时军事上传递信息的需要有关，存疑待考。
对于蒙恬一-生的功过是非，尤其是同他直接相关的筑长城、打匈 双、谏始皇等几件大事，历代人多有评说，褒贬不一。我们先来看看蒙恬自杀前对自已一生的慨叹:“恬罪固当死矣。起临逃属之辽东， 城万除里，此其中不能无绝地赈哉? 此乃恬之罪也。”
司马迁的评价有所不同:“吾适北边，自直道归，行观蒙恬所为秦筑长城亭障，堑山谷，通直道，固轻百姓力矣。夫秦之初灭诸侯，天下之心未定，伤者未，而恬为名将，不以此时强谏，振百姓之急，养老存孤，务修众庶之和，而阿意兴功，此其兄弟遇，不亦宜平?何乃罪地服?”代司马贞对蒙恬的同似乎比太史公更多一些“蒙氏秦将，内史忠贤。长城首筑，万里安边赵商矫制，扶苏死焉。绝地何罪? 劳人是微。呼天欲诉，三代良然”。
汉代学者王充既不局意蒙恬的自责，也不支持司马迁的批评，他说:“夫话之言既非，而太史公非之亦未是，何则，蒙恬绝地服，罪至当死也。养万物何遇於人，而蒙恬绝其服，知己有绝地服之罪，不知地服所以绝之过，自非如此，与不自非何以异。
太史公为非恬之为名将，不能以强谏，故致此祸，则已下暨室有非者矣，已无非则其非蒙话非也”。王充的这番议论影响较大，后代如李东莱的《东菜博议》、王夫之的《读通鉴论》以及陈直的《史记新证》等书中，都有与此大抵接近的评途。
历代人的议论，多数不无道理，但却往往受着历史的局限。笔者认为，蒙恬无疑是一位秦代杰出的成边将领，他虽是世袭为将的，但他在长期的军事实践中，确实表现出卓越的军事才能，在他指挥下，不仅收复了“河南”之地，而且把匈奴的势力赶到了塞外。
长城 的修 建，固然是以万千劳动人民付出了辛勤的劳动和无数的生命为代价的。但是蒙恬作为这项宏伟工程的主持者，能够根据当地的地势起伏，利用山脉的自然走向指挥修筑，对于长城的建成，也是有一定历史作用的。