秦始皇至平原津发病。
平原津，位于今山东平原县城南30公里处，地处黄河下游。平原县因战国时赵国平原君食邑在此而得名。乾隆十三年（1748）《平原县志》记述：“平原津，旧志云在县南六十里，史记秦始皇三十七年出游并海西至平原津而病。正义曰今德州平原县六十里有张公故城，东有水津焉，后名张公渡，恐此平原郡古津也。”
据《史记》记载，在秦始皇死前曾出现两起天象灾异，既有“荧惑守心”的天象灾异，又有“山鬼持璧遮使者”的异常现象。《史记》认为这些都是秦始皇死前出现的凶兆。
“有坠星下东郡”。《史记》记载：“三十六年荧惑守心。有坠星下东郡，至地为石，黔首或刻其石曰：始皇帝死而地分。”前209年，天上有块陨石掉在东郡，位置在今河南、河北、山东三省的交接处。有人在陨石上刻字说：“始皇帝死而土地分。”此事发生后，秦始皇曾派御史审问那里的人们，没有人承认。于是就将居住在石头旁的居民全部捉拿、杀掉，还焚毁了那块陨石。对此，秦始皇闷闷不乐，命令博士制作《仙真人诗》，在巡游的地方传令乐师谱曲弹奏。
天文现象所讲“荧惑”是火星，“守”是占据的意思，“荧惑守心”是说火星占据在心宿。《史记》说荧惑“出则有兵”，“心为明堂”，“角为天王帝廷”。又记载：“火犯守角则有战，房、心，王者恶之也。”犯守即是占据，火星犯守房、心，君王将有大难，因此这种天文现象为君王所恶。火星（荧惑）在运行中，相隔一段时间，还会出现由顺行变为逆行，再由逆行变为顺行的过程。在顺逆的转变过程中就有留滞心宿或角宿的天象。日本齐藤国治、小泽贤二在《中国古代天文记录检证》中曾推算，前212年（秦始皇三十五年）二月九日火星由顺行变逆行之后，曾在角宿留滞；前210年（秦始皇三十七年）三月二十一日火星由顺行变逆行之后，曾在心宿留滞。因此，他们认为秦始皇死于秦始皇三十七年七月。《史记》记为“三十六年”是“三十七年”之误。齐藤国治、小泽贤二还曾对前240年（秦始皇七年）“彗星先出东方，见北方，五月见西方”、“彗星复见西方十六日”进行推定：五月二十五日哈雷慧星先见于东方，六月三日见于北方，六月九日再见于西方，即所谓“五月见西方”，并画出彗星运行轨迹图。
“山鬼持璧遮使者”。这年秋季，使者夜间路过华阴平舒道，有个人手拿玉璧拦住使者说：“替我送给滈池君”。接着又说：“今年祖龙要死。”使者追问原因，那个人扔下玉璧却突然不见了。使者献上玉璧，并将情形上报。秦始皇听后，沉默了许久说：“山鬼不过预知一年的事情罢了。”退朝后他又自言自语的说：“祖龙就是人的祖先。”他让御史考证玉璧，竞是他在渡长江时所沉的那块玉璧。秦始皇想通过占卜了解其中的意义，占得迁徙吉利一卦。于是迁移三万户到河北、榆中地区，并每户受爵位一级。滈池君，是水神。秦始皇自称以水德而统一天下，故以水神指秦始皇。“祖”同“始”，“龙”是天子的象征，“祖龙”是指秦始皇。所谓“今年”和所谓“不过知一岁也”，是指秦始皇三十七年。由此可以进步证明《史记》将秦始皇病死的时间记在三十六年是有误的。
据统计，历代正史上曾记载有24个类似上述的凶兆，根据检验，其中有13个是符合当时天象的。西汉邹阳《狱中上书》记载：“昔者荆轲慕燕丹之义，白虹贯日，太子畏之。”是说当年荆轲刺杀秦始皇这件事，因为感动了天而有“白虹贯日”，从而使燕太子丹畏惧，得不到足够的支持而没有达到刺杀秦始皇的目的。同时，表明秦始皇当时还不该死。
秦始皇至平原津而病，究竟得的什么病，所有历史文献上都没有记载。对此，后人曾试图做出分析判断。
《史记》记载尉缭的一段话。其中在描述秦始皇的生理征候和性格特点时，他说：“秦王为人，蜂准，长目，挚鸟膺，豺声，少恩而虎狼心，居约易出下人，得志亦轻食人。”意思是说秦始皇长着高大特殊的鼻子，狭长突出像“马目”的眼睛，像鹰雕一样的胸脯，说话的声音像豺狼一样，缺少恩亲仁爱，穷困时能够礼下能人，得志的时候也会轻易吃人。根据尉缭的这段话，今人郭沫若在《十批判书》中作出判断说：“前四项都是生理上的缺欠，特别是‘鸷鸟膺’，现今医学上所说的鸡胸，是软骨症的一种特征。‘蜂准’应该就是马鞍鼻，‘豺气’是气管炎。软骨症患者，骨的发育反常，故而胸形鼻形都呈变异，而气管炎或支气管炎是经常并发的，有这三种征候，可以下出软骨病的诊断，因为有这生理上的缺陷，秦始皇在幼时一定是一位可怜的孩子，相当受人的轻视”。
《史记》记载舜帝南巡狩，崩于苍梧之野。帝禹东巡狩，至于会稽而崩。秦始皇很可能是与古代舜、禹巡狩病死的原因是相同的，都是因为不适应南方的水土而患病。这样的推理，似乎显得更为合理一些。
秦始皇发病后，他立即做了两件事情。
“使蒙毅还祷山川”。他命令蒙毅返回所经过的琅邪山，代替他向神祗祈福。《礼记》注释：“祷。求福也。”蒙毅是蒙恬的弟弟，因蒙恬屡建战功，所以秦始皇亲近蒙毅，让他“出者参乘，入者御前”，即外出时陪着秦始皇同乘一辆车，在朝时，蒙毅侍奉秦始皇不离左右。中车府令赵高因私下侍奉公子胡亥，并教胡亥学习审判案件，犯了大罪。秦始皇让蒙毅审理赵高的案子。蒙毅不敢徇情枉法，判处赵高死刑，开除赵高宦官籍。蒙毅奉命转还祈祷山川神灵，可待到他返回来时，秦始皇已经死了。
“乃为玺书赐公子扶苏”。他给公子扶苏发送加盖玺印的诏书。《史记》记载，秦始皇病后“恶言死，群臣莫敢言死事。上病益甚，乃为玺书赐公子扶苏曰：‘与丧会咸阳而葬。’”因为秦始皇讨厌谈到死，群臣没有敢说死的事。但是，秦始皇自己知道病情，于是写了一封加盖玺印的诏书给公子扶苏，诏书上说：“你把军队交给蒙恬后，与灵柩到咸阳会合，举行葬礼，把我安葬了。”
