第一次是公元前220年，从咸阳出发，西行经陇西郡（今甘肃临洮南）、北地郡（今宁夏和甘肃东部），直达泾水上游的鸡头山（今甘肃平凉西），然后过回中（今甘肃平凉北），回到咸阳 。
第二次是在公元前219年 ， 从咸阳出发，经渭水南岸东行，经雒阳（即洛阳）、荥阳，直达邹峄（yì）山（即峄山，在今山东邹县南） ， 又登泰山，行封禅礼；登之罘（fú，今山东芝罘半岛），至琅邪（Lángyá）山（今山东胶南南），刻石颂德；西行经彭城（今江苏徐州市）、衡山、南郡（今湖北江陵）至湘山，最后取道汉水回到咸阳 。
第三次是在公元前218年 ， 从咸阳东行 ， 至阳武（今河南原阳县东南）博浪沙遇到张良及其力士的狙击，因其所掷铁椎（chuí）误中副车而幸免 。由于受此虚惊，行至琅邪、上党（今山西长治北）后，返回咸阳 。
第四次是在公元前215年 ， 从咸阳东行至碣石（今河北昌黎北），刻石记功 ， 又经右北平（今天津市蓟县）、上谷（今河北怀来东南）、雁门（今山西右玉南）、云中（今内蒙古托克托东北），由上郡（今陕西榆林东南）返回咸阳 。
第五次是在公元前210年，从咸阳出发，经武关（在今陕西丹凤东南），沿丹水、汉水至云梦（今湖北武汉市附近），再沿长江东下，经钱塘（今浙江杭州西），登会稽（Kuàijī）山（在浙江中部），祭大禹，刻石留念 。返回至沙丘（今河北巨鹿东南）平台时病逝 。