江充杀了许多无辜的人，见汉武帝对自己更加信任，认为时机已经成熟，就指使一个巫师向汉武帝报告，说皇宫中妖气太重，有碍皇帝的健康。
汉武帝果然深信不疑，又派江充到皇宫里搜查。江充带了一班亲信，先在别的宫室中装模作样搜了一回，很快来到太子府中。江充一伙到处挖掘，挖得宫中坑连坑、沟连沟，几乎没有一块平地。然后江充拿着事先准备好的木偶对太子说：“这些木偶都是在太子府中挖出来的。事关重大，我不能不向皇上报告！”
刘据认为自己没做亏心事，根本不在意江充的所作所为，现在听江充说出这种话来，才意识到事情的严重性，一时不知怎么办才好。
正好少傅石德在太子府中，石德对太子说：“江充蓄意伪造罪证陷害太子。皇上不了解他的险恶用心，又看到所谓的‘真凭实据’，肯定会相信他的话。我看不如先把江充抓起来再说。”
太子沉思了好一会说：“我是皇上的儿子，没有皇上命令怎么能自做主张伤害皇上的使者呢？我应该到父皇那里去请求宽恕，就没有事了。”石德见太子这样说，只好让他去见汉武帝。可是江充似乎猜到了太子的心思，早已派人把守住路口，不让太子去见汉武帝。
太子回到宫中，想来想去，决定还是采用石德的办法。第二天，太子派一个亲信冒充汉武帝的使者假传圣旨，带了许多武士去逮捕江充。江充虽然奸诈阴险，却没有料到太子会这样干，毫无防备，被武士们轻而易举地捉住带回了太子府。太子见了江充，气得眼中出火，戟指怒骂道：“赵虏，你扰乱赵国尚未快意，又来扰乱我父子么？”说罢喝令推出处斩，将首级悬在市中示众，一面通告百官，说帝在甘泉病重，疑有变故，奸臣江充欲图造反，现已捕获伏诛。可笑江充谋害太子，自己先丧性命，真是小人何苦为小人，结局报应不差，反落得千载骂名。
处死江充以后，刘据知道危机还没有消除，马上派亲信去报告母亲卫皇后，并且借用皇后专用的车马去运载武士，又开了武器库发放兵器，组织一支武装力量自卫。
这时，江充家一个漏网的爪牙逃到甘泉宫，把太子假传圣旨捉走江充的事报告给汉武帝。汉武帝说：“太子一向为人宽厚，这回一定是因为害怕，又愤恨江充，才闹出事来的。”他还说想亲自同太子谈一谈，便派了一个使者去召请太子。哪知这个使者胆小如鼠，跑到外面转一圈，听了一些传闻，就赶紧跑回甘泉宫来报告武帝说：“太子谋反属实，不肯前来，且欲将臣斩首，臣只得逃归。”
汉武帝听说太子果然造反，面色大变，连声催促刘丞相去捉拿太子。
不一会儿又有人来向汉武帝报告，说太子已经发布文告，通告百官，说是皇上在甘泉宫病危，有奸臣乘机作乱，所以太子才诛杀了江充等人。汉武帝意识到这种状况发展下去，会威胁到自己的皇位，便带病来到长安城西的建章宫，亲自把京城附近的军队都调集起来支援刘丞相。
太子刘据面临生死危机，只得铤而走险。他把监狱中关押的囚犯都放出来，让他们充当他的士兵，又沿途强拉老百姓当兵，居然也组织起了几万人的部队。这时刘丞相的军队已经杀到，双方恶战了五天五夜，直打得昏天黑地，长安城中尸横满街，血流遍地惨不忍睹。
刘据的乌合之众毕竟抵不住刘丞相正规军的进攻，结果一败涂地，太子挈着二男南走复盎门，门已早闭无路可出。有司直田仁瞧见太子仓皇情状，不忍加害，竟把他父子放出城门。及刘屈牦追到城边，查得田仁擅放太子，便欲将田仁处斩。胜之已为御史大夫，在刘屈牦耳边轻语道：“司直位等二千石，有罪应该奏明，不宜擅戮。”刘屈牦自去详报武帝。武帝怒甚，立命收系胜之、田仁，并使人责问胜之：何故袒护田仁不诛。胜之惶惧自杀，田仁同日被腰斩。
汉武帝回到皇宫，马上派人去逼皇后卫子夫自杀，阳石公主和诸邑公主则被当众斩首。卫氏家族悉数坐罪，太子妃妾也一并自尽，东宫属吏全都族诛。
太子刘据逃亡在外，汉武帝一时难以查获，只得派重兵把守长安城十二个城门，唯恐太子再领兵杀回来。一些老臣都劝汉武帝饶恕太子，认为太子调兵是为了自卫，并不是造反；最好让太子回到京城中来。汉武帝虽然觉得老臣们讲的有道理，但仍然不想宽恕太子。
太子出走湖县，匿居泉鸠里，只有二子相随。泉鸠里人虽然留住太子，但家况甚贫，只有昼夜织履卖钱供给。太子难以为情，因想起湖县有一故友家道殷实，只得冒险向他求助。这一来走漏了风声，当夜就遭到官兵围捕。太子走投无路只得自杀。太子的两个儿子与房主拦门拒捕，结果一家人同归于尽。
汉武帝的后患消除了。然而想到失去的儿子和两个孙子，他又觉得很伤心。第二年，他查明江充的所作所为，才明白太子刘据死得冤枉，他特地在太子遇害的地点修建了一座“思子府”，并在宫前筑了一座“归来望思台”。征和四年（公元前89 年），汉武帝公开承认自己做皇帝以来的一系列错误和失策之处，并且采取种种措施补救。但人生如泡影，富贵若幻梦，武帝南征北讨，欲为子孙贻谋，而又自杀其子孙，尤为可叹。
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