沙丘之變，又稱沙丘之謀，秦始皇在沙丘宮（今河北省廣宗縣）去世後，趙高與李斯殺害公子扶蘇，擁立秦二世即位的事件
李斯和趙高隱瞞秦始皇死訊，以鹹魚（當時稱「鮑魚」）放到秦始皇車上，遮擋秦始皇屍體發出的臭味。回到咸陽後，擁立公子胡亥為皇帝，是為秦二世，而扶蘇與蒙恬皆被趙高假稱秦始皇命令而殺害，扶蘇被賜死而自縊，蒙恬被斬殺。
秦始皇討厭談論生死之事，妄想長生不死，所以派遣徐福出海尋找仙藥，但到達沙丘宮後，秦始皇思想開始蛻變，終於明白自己會死，而且還知道自己無法活著回到咸陽了，於是他賜書給公子扶蘇說「與喪會咸陽而葬」。
隨後趙高尋找胡亥密謀時，說「上崩，無詔封王諸子而獨賜長子書，長子至，即立為皇帝，而子無尺寸之地，為之奈何？」找李斯密謀時，說「上崩，賜長子書，與喪會咸陽而立為嗣。書未行，今上崩，未有知者也。」
李斯與秦始皇關係非常深厚，「諸男皆尚秦公主，女悉嫁秦諸公子」，但根據記載來看，胡亥應該不是李斯的女婿。那麼，趙高為何自信會說服李斯不為女婿們爭權，而為胡亥爭權？一旦李斯出賣趙高，那麼將除掉趙高、胡亥，也為他女婿們除掉一個競爭對手，屆時李斯的政治收益將會很高！
古代很多有野心的皇子們，都喜歡待在京城，原因就在便於結交朝臣，便於掌握皇帝動向，以便在政權更迭中掌握先機，而皇子們一旦被發配到邊疆，那麼基本就與皇位無緣。當時，公子扶蘇早已離開了咸陽，離開了政治中心，已經屬於政治邊緣人了，繼位的概率非常低。
《李斯列傳》中記載：「今扶蘇與將軍蒙恬將師數十萬屯邊，今十有餘年。」
此時扶蘇正在上郡監督蒙恬的軍隊，管理詔書的趙高卻發動了陰謀，向胡亥表示：「商湯、周武王都攻打了自己的君主，衛出公出兵欲殺他的父親，而衛國人稱頌他的功德，立大功者不必拘泥小節」，要胡亥奪取帝位。胡亥答應以後，趙高威脅丞相李斯，說扶蘇會以蒙恬任宰相，如果想要長保權勢，就應該加入陰謀，如此則可以享有仙人王子喬、赤松子的長壽，孔子、墨子的智慧。李斯於是同意了。
2009年，北京大學收到一批海外歸來的西漢竹簡，其中一份叫《趙正（嬴政）書》，講述秦始皇病危時向群臣詢問傳位的問題，左丞相李斯、右丞相馮去疾建議：「今道遠，而詔期群臣，恐大臣之有謀，請立子胡亥，為代後。」意思是，現在距離咸陽太遠，如果詔書發給群臣，（皇帝你再去世的話）可能會引起大臣不軌之心，因此建議選擇胡亥。
秦始皇最後一次巡遊時，「少子胡亥愛，請從，上許之。餘子莫從」，唯獨胡亥跟隨秦始皇巡遊，顯示出秦始皇對胡亥的喜愛。最終，因為秦始皇途中病危，距離咸陽太遠，於是李斯等人建議傳位胡亥，整個過程合情合理。或許，秦始皇傳位胡亥就是真實的歷史。