直言勸諫
子嬰生平鮮見於史冊，早年經歷不詳，最早記載其事蹟的文獻是《史記·卷八十八·蒙恬列傳第二十八》。
秦始皇三十七年(前210年)，秦始皇在巡遊途中去世，胡亥矯詔篡位，聽信趙高讒言，將蒙恬、蒙毅兄弟二人囚禁起來，準備處死他們。子嬰向秦二世進諫說：“我聽說以前趙王遷殺良臣李牧，而改用顏聚;燕王喜暗用荊軻的計策，而違背秦國的條約;齊王建殺他的先世忠臣，而用後勝的謀議。這三位君王，都各自因爲改變舊規而喪失國家，殃禍降到自身。現在蒙氏一族，都是秦國的大臣和謀士，君主卻要在一時之內捨棄他們，除掉他們，我認爲這不可以。我聽說輕於思慮的人不可以治理國家，不能廣納衆智的人不可以保全君王。誅殺忠臣而任用沒有節操品行的人，這是對內讓羣臣不能相互信任，對外讓戰士的鬥志分離!我認爲不可以這樣。”但秦二世不聽子嬰的勸諫，派人殺死蒙恬和蒙毅。
不久，秦二世胡亥又在趙高的蠱惑下，對大臣以及始皇帝的皇子、公主展開血腥大屠殺，子嬰有幸逃過此劫。
擁立繼位
秦二世三年(前207年)，完全掌握了朝政，野心極度膨脹的丞相趙高試圖自立爲帝，通過指鹿爲馬清洗朝堂後，派女婿咸陽令閻樂逼殺了屠盡兄弟姊妹成爲孤家寡人的秦二世。
秦二世死後，趙高召集大臣告知誅殺秦二世的情況，然而發現羣臣和將領們都不支持他，不得不迎立子嬰。但趙高也留了一手，聲稱六國故地相繼起事，秦已失去對整個華夏大地的控制權。他說：“秦本來只是諸侯，始皇統一天下，所以稱帝。六國各自獨立，秦國地方更狹小，竟然以空名稱帝，這樣不行。應該像以前一樣稱王，才合適。”故而子嬰不該再稱“皇帝”，只適合當“王”，並讓子嬰齋戒，到宗廟參拜祖先，接受傳國璽。
趙高稱子嬰爲“秦王”，其實是爲了日後自己繼續篡位做準備。
誅殺趙高
齋戒五天後，子嬰和他的兩個兒子以及宦官韓談商量說：“丞相趙高在望夷宮殺害秦二世，害怕羣臣誅殺他，便假裝申張正義立我爲王。我聽說趙高竟與楚國相約，滅掉秦朝的宗族後在關中稱王。如今讓我齋戒朝見宗廟，這是想在宗廟趁機殺掉我。我裝病不去，趙高必定親自來請，趙高來後就殺死他。”於是，子嬰便假託生病，不理朝政。趙高數次派人來請子嬰，子嬰不去，趙高果然親自前往子嬰所在的齋宮，說：“朝見宗廟有關國事，君王爲什麼不去?”趁此機會韓談刺死趙高，並誅滅趙高三族，在咸陽城內示衆。
投降被殺
秦王子嬰元年(前206年)十月，劉邦率大軍攻破武關(今陝西丹鳳東南)，攻下嶢關(今陝西藍田縣東南)，兵臨咸陽(今陝西咸陽東北)，屯兵灞上(今陝西西安市東)時，派人勸子嬰投降。此時，羣臣百官也都背叛秦朝而投降劉邦。子嬰眼看大勢已去，便和妻子、兒子們用繩子綁縛自己，坐上由白馬駕駛的白色馬車，身着死者葬禮所穿的白裝束，並攜同皇帝御用的玉璽、兵符等物，在軹道親自到劉邦軍前投降，秦朝滅亡，子嬰共在位四十六天。
子嬰投降後，樊噲提議殺死子嬰，但劉邦沒有同意，而是把他交給隨行的吏員看管。一個多月後，項羽率領大軍進入咸陽後，立刻殺死子嬰，並進行大屠殺和縱火，秦朝累代之積至此一炬而盡。
