称王。如今让我斋戒朝见宗庙，这是想在宗庙趁机杀掉我。我装病不去，赵高必定亲自来请，赵高来后就杀死他。”
于是，子婴便假托生病，不理朝政。赵高数次派人来请子婴，子婴不去，赵高果然亲自前往子婴所在的斋宫，说：“朝见宗庙有关国事，君王为什么不去？”趁此机会，韩谈刺死赵高，并诛灭赵高三族，在咸阳城内示众。
投降被杀
秦王子婴元年（公元前207年）十月，刘邦率大军攻破武关（今陕西丹凤东南），攻下峣关（今陕西蓝田县东南），兵临咸阳（今陕西咸阳东北），屯兵灞上（今陕西西安市东）时，派人劝子婴投降。
此时，群臣百官也都背叛秦朝而投降刘邦。子婴眼看大势已去，便和妻子、儿子们用绳子绑缚自己，坐上由白马拉着的车，身着死者葬礼所穿的白色装束，并携带皇帝御用的玉玺、兵符等物，从轵道亲自到刘邦军前投降，秦朝灭亡。
子婴共在位仅四十六天。子婴投降后，樊哙提议杀死子婴，但刘邦没有同意，而是把他交给随行的吏员看管。
其间，刘邦部署在关中称王的事宜，曾想让子婴担任国相。
一个多月后，项羽率领大军进入咸阳后，立刻杀死子婴 ，纵火焚烧秦宫室，并进行大屠杀，秦朝历代之积累至此不复存在。秦末，子婴临危受命，是时诸侯并起，六国贵族纷纷复国反秦，秦朝的军事实力已经被联军瓦解，子婴即位时内外交困，秦朝已经不再是那个大一统的秦朝，“秦之积衰，天下土崩瓦解，虽有周旦之材，无所复陈其巧……”
虽然子婴迅速展现了自己的政治才干和魄力，诛杀了赵高，以图重振秦廷，但大势已去，秦朝灭亡只是时间问题。
历代评价子婴
赵成：“子婴仁俭，百姓皆载其言。”
贾谊、司马迁：“向使婴有庸主之才，仅得中佐，山东虽乱，秦之地可全而有，宗庙之祀未当绝也。”
班固：“秦之积衰，天下土崩瓦解，虽有周旦之材，无所复陈其巧，而以责一日之孤，误哉！俗传秦始皇起罪恶，胡亥极，得其理矣。复责小子，云秦地可全，所谓不通时变者也。纪季以酅，春秋不名。吾读秦纪，至於子婴车裂赵高，未尝不健其决，怜其志。婴