二世二年七月，具斯五刑，論腰斬鹹陽市。斯出獄，與此中子俱執，顧謂此中子曰：“吾欲與若複牽黃犬俱出上蔡東門逐狡兔，豈可得乎！”遂父子相哭，而夷三族。
於是二世乃使高案丞相獄，定罪，責斯與子由謀反狀，皆收捕宗族來賓。趙高治斯，榜掠千餘，不堪痛，自誣服。斯以是不死者，自大其辯，有功，實無反心，幸得上書自陳，幸二世之寤而赦之。李斯乃從獄中上書曰：“臣為丞相治民，三十餘年矣。逮秦地之陝隘。先王之時秦地不過千裡，兵數十萬。臣儘綿力，謹奉法律，陰行謀臣，資之金玉，使遊說諸侯，陰脩甲兵，飾政教，官鬥士，尊功臣，盛其爵祿，故終以脅韓弱魏，破燕、趙，夷齊、楚，卒兼六國，虜其王，立秦為天子。罪一矣。地非不廣，又北逐胡、貉，南定百越，以見秦之彊。罪二矣。尊大臣，盛其爵位，以固其親。罪三矣。立社稷，脩宗廟，以明主之賢。罪四矣。更剋畫，平鬥斛度量文章，布之天下，以樹秦之名。罪五矣。治馳道，興遊觀，以見主之對勁。罪六矣。緩科罰，薄賦斂，以遂主得眾之心，萬民戴主，死而不忘。罪七矣。若斯之為臣者，罪足以死固久矣。上幸儘其才氣，乃得至今，願陛下察之！”書上，趙高使吏棄去不奏，曰：“囚安得上書！”
胡亥既然高之言，高曰：“不與丞相謀，恐事不能成，臣請為子與丞相謀之。”高乃謂丞相斯曰：“上崩，賜宗子書，與喪會鹹陽而立為嗣。書未行，今上崩，未有知者也。所賜宗子書及符璽皆在胡亥所，定太子在君侯與高之口耳。事將何如？”斯曰：“安得亡國之言！此非人臣所當議也！”高曰：“君侯自料能孰與蒙恬？功高孰與蒙恬？謀遠不失孰與蒙恬？無怨於天下孰與蒙恬？宗子舊而信之孰與蒙恬？”斯曰：“此五者皆不及蒙恬，而君責之何深也？”高曰：“高固內官之蒼頭也，幸得以詞訟之文進入秦宮，管事二十餘年，何嘗見秦免罷丞相功臣有封及二世者也，卒皆以誅亡。天子二十餘子，皆君之所知。宗子剛毅而武勇，信人而奮士，即位必用蒙恬為丞相，君侯終不懷通侯之印歸於鄉裡，明矣。高受詔教習胡亥，使學以法事數年矣，何嘗見不對。慈仁篤厚，輕財重士，辯於心而詘於口，儘禮敬士，秦之諸子未有及此者，可覺得嗣。君計而定之。”斯曰：“君其反位！斯奉主之詔，聽天之命，何慮之可定也？”高曰：“安可危也，危可安也。安危不定，何故貴聖？”斯曰：“斯，上蔡閭巷布衣也，上幸擢為丞相，封為通侯，子孫皆至尊位重祿者，故將以存亡安危屬臣也。豈可負哉！夫忠臣不避死而庶幾，孝子不勤奮而見危，人臣各守其職罷了矣。君其勿複言，將令斯獲咎。”高曰：“蓋聞賢人遷徙無常，就變而從時，見末而知本，觀指而睹歸。物固有之，安得常法哉！方今天下之權命懸於胡亥，高能得誌焉。且夫從外製中謂之惑，從下製上謂之賊。故秋霜降者草花落，水動搖者萬物作，此必定之效也。君何見之晚？”斯曰：“吾聞晉易太子，三世不安；齊桓兄弟爭位，身故為戮；紂殺親戚，不聽諫者，國為丘墟，遂危社稷：三者逆天，宗廟不血食。