当年赵姬与吕不韦的感情就非常好，现在虽然做了太后，地位尊贵，但守寡时间一长，耐不住深宫寂寞，便和吕不韦又重新走到了一起。可是，随着嬴政一天一天长大，吕不韦惟恐奸情败露，引来杀身之祸，于是便给自己找了个替身，他向赵姬推荐了嫪毐，让嫪毐冒充宦官进宫，入宫服侍赵姬。从此赵姬与嫪毐在后宫朝夕贪欢，不久赵姬就怀孕了。嫪毐与赵姬密商，买通卜人，假称宫中不利母后，应该迁居避祸。嬴政不知有诈，就请母后徙往雍宫。从此母子不在一处，不必顾忌，以至于赵姬连生两个男婴，嬴政均不知晓，反而在母亲的要求下，封嫪毐为长信侯，赐他数千奴婢，食邑山阳。
这样，在嬴政的身边有了两个对他政权构成威胁的人：一个是吕不韦，一个就是嫪毐。在秦王八年，即公元前239年，嬴政满二十一岁，依照秦国的旧制，第二年要举行加冠礼，然后就可以亲政了。而吕不韦和嫪毐却在此时向他示威，尤其是嫪毐则依仗赵姬的势力，私自分土封侯，甚至私下与赵姬密谋，打算将他们的私生子，立为嗣王。可是嬴政在挑衅面前不动声色，而是按计划举行了加冠礼，暗地里却在寻找机会，铲除威胁。
嫪毐虽然威权日盛，但毕竟是个市井小人，得意时难免会忘乎所以，有一天，他与一个大臣饮酒，喝得酩酊大醉，便与之起了口角，嫪毐叱骂对方说：“我是秦王的假父，你敢与我斗嘴？你难道有眼无珠，不识高下么？”那位大臣不甘心受辱，便将这些话告诉了嬴政。嬴政听到此等消息，不禁勃然大怒，立刻秘密派人暗中调查。后来得到密报，说嫪毐本不是阉人，确与太后有通奸且生子的丑事。嫪毐得知消息后，不甘坐以待毙，便伪造诏书想乘机叛乱，杀掉嬴政，结果被早有防备的秦始皇平息。嫪毐被捉，最后被五马分尸，诛灭三族。他的同党被诛杀的有二十多人，牵连的多达四千多家。赵太后和嫪毐生的两个私生子也被杀，赵太后则被软禁起来，最后经过群臣的劝说，嬴政才亲自把母亲接回咸阳。
吕不韦因送假太监进宫伴太后，犯下欺君之罪，本当连坐，因念他侍奉先王有功，功罪相抵，被免去相国职衔，勒令去河南乡下闲置。吕不韦在河南住了一年多，山东各诸侯国，多派遣使问讯，使者络绎不绝。这件事被嬴政知道后，为了防止他谋变，嬴政就派人给吕不韦送去绝命书，信中对吕不韦大加斥责：“你对秦国有什么功劳，却能封土洛阳，食邑十万？你和秦国又有什么亲缘，却得到仲父的称号？你快给我滚到西蜀去吧！” 吕不韦看完书信，长叹数声，几乎泪下。他想如果告知嬴政自己是他的生父，那么性格暴戾高傲的嬴政，为了不让家丑暴露，肯定不会放过自己，可是如果去了西蜀也不会有什么好结果，想来想去，他觉得不如就此自尽，免得受苦。便取了鸩酒，勉强吞下，顷刻间毙命。几年后赵姬也死了，赵姬死后，嬴政把母亲悄悄埋在了子楚的陵墓中。
至此，嬴政可以说是清除了对自己政权构成威胁的所有对手，于是他便开始对六国采取了军事行动。在嬴政手下，有一批很有才干的文臣武将，在他们的辅佐下，嬴政采取了远交近攻，集中兵力，先易后难，中间突破，后扫两翼，最后灭齐的方针。在执行中又及时抓住可乘之机。灵活机动地变通主攻方向，在军事进攻的同时，配合以政治上的分化瓦解，两者结合，得心应手，加速了统一的进程，前后用了十年的时间灭掉了六国，统一了中国。
最先灭掉的是韩国，秦王十四年，即公元前233年，韩国割地称臣，也没能挽救败亡的命运。三年后，秦国俘虏了韩王，灭掉了韩国；然后秦国攻打赵国，俘虏了赵王，公子嘉逃到了代郡，称代王。到秦王二十五年，代王也被俘，赵最后灭亡。
在秦王二十年，大将王翦领兵攻燕。在易水西面秦兵打败了燕、代联军。攻占了燕国都城蓟城（今北京）。燕王向辽东方向出逃。后来，燕王只得杀死了曾经派荆轲刺杀秦王的太子丹，把他的头献给秦军求和。到秦王二十五年，燕国最后的一个王——喜被俘获，燕国也被灭了。同时，魏国也被秦军灭掉。
秦王二十三年，攻打楚国的秦军因为兵力太少，被楚军打败。秦王又派老将王翦出征，并听从他的建议，给了六十万重兵，结果，王翦用了三年时间，终于拿下了楚国。
最后灭掉的是齐国。在秦国先后对其他五国用兵时，齐国不但袖手旁观，而且和秦国结盟，根本没有意识到自己的前途和其他五国一样。因此，齐国没有做任何战争准备。等到秦王二十六年，五国都被灭掉后，齐国这才派兵准备抵御秦国，并和秦国断交，但为时已晚。秦国大将王贲在最终灭掉燕国后，领兵大举南下，一战俘获了齐王。从此，春秋战国以后在中国大地上形成的诸侯争霸，连年混战局面结束了，六国统一于秦。秦的疆域异常辽阔，北到长城和阴山，南到南越，即现在的岭南地区，秦还设置了南海、桂林、象郡进行管理。疆域的西界是陇西，东则延伸到了辽东。
这时，嬴政才三十九岁。