公元前210年9月，公子扶蘇被趙高派來的人執行死刑，當時蒙恬并不在扶蘇身邊，因此也就無法阻止趙高一伙殺死扶蘇的計劃。即使他在跟前，按照當時的情況，他估計也阻止不了，最多也就是扶蘇求情而已，但這樣的機會，趙高和李斯是不會給他的。在蒙恬心里，不管秦始皇怎么強勢、殘暴或者冷酷無情，也不可能殺了自己的兒子扶蘇。再說扶蘇雖然因為“焚書坑儒”的事情向秦始皇表達過“推行仁政”的主見，為此也曾被秦始皇嚴厲斥責過，但普天之下“虎毒不食子”的道理相比秦始皇不會違背人倫，把刀子舉到親生兒子的脖子上。所以盡管當時的局勢有點詭秘怪異，蒙恬也沒想到扶蘇會死。只是他不知道秦始皇已經身死沙丘而已。
當趙高等人派來的使者以“不孝”之名處死扶蘇以后，沙丘政變的主謀們立刻派李斯親自來到九原大營來接替蒙恬的職務。李斯的到來，讓原本就感覺事態很嚴重的蒙恬更是萬分惶恐，他懷著忐忑不安的心情，將九原大營30萬秦軍的指揮調度權利轉移到李斯手上，因為李斯拿著秦始皇親自頒發的圣旨，他不能違背始皇圣意，只能按照始皇帝的要求來做。交出兵權之后，李斯把蒙恬陽周縣軟禁起來，蒙恬瞬間從九原大營的最高軍事首長變成了一個有罪之人。
蒙恬一門三代均是秦國著名大將，爺爺蒙武是秦惠文王時期的大將，后又歷經秦武王、秦昭王，父親蒙驁歷經秦昭王、秦莊襄王、秦孝文王三代秦王。到了蒙恬和弟弟蒙毅，他們蒙氏一門整整三代人為秦國發展貢獻才智。作為秦國最有聲望的軍事家族，秦始皇登基之后，便開始培植忠于自己的親信力量，蒙恬蒙毅兄弟倆的軍事才華被秦始皇欣賞，著力對蒙氏兩兄弟進行培養扶持，深得始皇帝的尊寵。公元前221年，秦始皇統一六國后，蒙恬被封為大將軍和“忠信”將軍、內史，統領精銳秦軍守土擴疆。弟弟蒙毅被分為上卿，陪在秦始皇身邊處理軍政事物。蒙恬先后隨大軍征伐六國，并以副將的身份兩次隨李信、王翦遠征伐楚，得到很好的錘煉。
公元前221年，秦始皇嬴政終于完成了自己的統一大業，實現了39代秦王統一華夏的夙愿，成為中國歷史上開天辟地的“千古一帝”。公元前219年，面對越來越嚴重的塞北危險，秦國的邊防安全成為秦始皇“攘內必先安外”的頭等大事。放眼整個大秦帝國朝廷，滿朝文武官員既能文治又能武統的人才除了蒙恬，似乎沒有更適合人去為秦國擋住來自北方的威脅。
從公元前219年到公元前210年，整整9年時間，蒙恬帶著30大軍把匈奴大軍從今天的榆林一直追趕到今天的包頭，把秦國的北方邊境線向北擴展了近千里。此后又修長城、修直道，使秦國的北方地區和東南地區連成一片，也為國家軍事防御和社會經濟發展奠定了良好基礎。
如果不是趙高發動的沙丘政變，蒙恬在秦國政治地位會更加突出，發展的空間會更大。然后，天意滅秦，沙丘政變的陰謀家們主導了秦國的發展方向，扶蘇和蒙恬成為擋在他們前面的“絆腳石”，必須搬掉這些“絆腳石”，他們的陰謀詭計才能得逞，否則他們就會成為下場慘敗的“卑鄙無恥之徒”。
趙高在沙丘政變以后的每一件事情上，儼然成了最有權威的發言者，就連李斯也處處順著他的意思來辦事，更讓人不可思議的是胡亥，這個感覺有點另類的嬴氏家族成員，也毫無主見的跟著趙高的意思走，秦國此刻完全是一幫得志的小人在當道，除了黑暗，別的什么都沒有。
他們第一個要除掉的就是公子扶蘇，派去給扶蘇執行死刑的人根本沒有想到完成這個任務會如此簡單快捷，不費吹灰之力，扶蘇就喝下了這杯“父皇”賜給他的美酒，帶著“不孝有罪”的歉疚和希望得到父皇寬恕的心情，平靜的離開了自己生活了30年的人間。
得知扶蘇離開的這么平靜，趙高內心暗自竊喜，他在為自己的聰明才智而感到由衷的高興，除去一個對自己構成危險的人，那么自己就會安全很多。接下來要除去的這個人就是蒙恬了，他的30萬軍隊已經被李斯接管，帶兵虎符也已經收繳上來，就算他再怎么厲害，如今也成為籠中之虎，待宰之羊，沒有多大危險。
怎么處理蒙恬，趙高早已打定 “殺掉”的主意，就連殺死蒙恬的理由他都想好了，但為了給胡亥一個面子，趙高還是小跑著來到胡亥的跟前，裝模作樣的問胡亥對處理蒙恬是什么意見？胡亥想都沒想就告訴趙高，蒙恬還是留著性命吧！趙高嘴角一笑，認為留下蒙恬是個禍害，萬一他以后知道了咱們干的這些事情，還不烹了我們。胡亥哈哈一笑，你想怎么就怎么吧！
于是，趙高又模仿秦始皇的口吻，寫了一道大罵蒙恬不忠不義的偽詔，派了兩個人去給蒙恬執行死刑。蒙恬看到趙高派來的人，以為是秦始皇帝派來的，因為他到現在不知道秦始皇已經在沙丘死了，也不知道胡亥即將成為秦二世皇帝。所以，他聽完兩個人宣讀完詔書，就淚流滿面的給始皇帝寫了一封信，對這幾年自己如何對始皇帝陛下忠心耿耿做了個總結。他對著使者說：“自我先人直到子孫，為秦國出生入死已有三代。我統領著30萬大軍，雖然身遭囚禁，可我的勢力足以背叛。但我知道，我應守義而死。我之所以這樣做是不敢辱沒先人的教誨，不敢忘記先主的恩情。”蒙恬希望使者把自己的書信帶給秦始皇，卻沒有想到，他被這兩個使者嚴厲斥責了一番“我們是來給你執行死刑的，沒有權利給你傳信”。同時，這兩個人告訴他“扶蘇已自裁謝罪”。
蒙恬一聽扶蘇死了，頓時感到天崩地裂，一下子陷入了冰天雪地的極寒地帶，絕望、悲傷、凄涼、惶恐等等情緒交織在一起，他仰天長嘆，感覺上天不公，為何給了自己這么一個下場。更為秦國感到可悲，為何留不住公子扶蘇這么一個繼往開來的有為“君主”。然后無論他怎么思緒萬千，這個世界留給他的時間卻不多了。于是他仰天長嘆：“我的罪過本該受死，起臨洮，到遼東筑長城，挖溝渠一萬余里，這其間不可能沒挖斷地脈，這便是我的罪過呀!”，吞藥自殺。
很多人說，蒙恬手握30萬精銳秦軍為何不進行絕地反擊呢？蒙恬一門三代均是忠于大秦帝國的忠義之臣，蒙恬絕不可能以蒙氏忠烈之名作為代價去絕地反擊，這是其一。趙高封鎖秦始皇身死沙丘的消息，并以始皇帝之名發布圣旨和詔書，不但蒙蔽了扶蘇蒙恬的眼睛，也蒙蔽了秦國絕大多數中正臣民的心智，蒙恬手中有30萬秦軍，即使想絕地反擊，也清楚自己的對手是秦始皇，自己根本沒有勝算的機會，知道雞蛋碰不破石頭，為何還有枉自去送性命呢？這是其二。蒙恬一直期盼著公子扶蘇能成為秦國的“二世皇帝”，所以只要扶蘇在，只要扶蘇不反擊，他也不會擅自反擊，一切以扶蘇為主，這是蒙恬政治上必須堅持的原則，這點他很清楚，這是其三。蒙恬被賜死時，手中30萬秦軍的指揮大權已經被李斯取代，且已經失去了人身自由，此時此刻，他已經成了籠中困獸，單槍匹馬之人，無一兵一卒，所以也就不存在絕地反擊的可能性！
蒙恬死時，為了讓自己死的理所當然，他告天告地，說自己修長城修直道，讓很多家庭妻離子散，家破人亡，挖斷了地脈，如果要說自己有罪，這些就是自己最大的罪孽。說完便喝下毒酒死去，死時49歲。