将淮南王府团团包围了起来，严禁王府任何人外出。淮南王刘安自知大势已去，便也放弃了抵抗，静待朝廷处置。

不久，在取得真凭实据后，淮南王刘安及其参与谋反的宾客全部被搜捕抓获，又从王府中搜出了谋反的兵器盔甲等物，张汤随之将情况上奏汉武帝。

汉武帝将此案交给公卿大臣们审理，并说道，“关于具体判决，你们与诸侯王、列侯一起商议吧”。

由于事涉诸侯王，而朝廷和诸侯王的关系本就比较微妙，汉武帝虽然大权在握，也必须明确知道其他诸侯王、宗室和列侯们的意见。

此时的诸侯王早已无法与文景两朝相提并论，他们又岂敢对抗朝廷，更何况是这种本就十分敏感的谋反大罪，这种时刻，他们巴不得与淮南王刘安划清界限。于是，赵王刘彭祖、列侯曹襄等四十三人商议之后，皆认为，“淮南王刘安大逆无道，谋反之罪明白无疑，理应诛杀不赦。”

胶西王刘端更是说道，“淮南王刘安无视王法，肆行邪恶之事，心怀欺诈，扰乱天下，迷惑百姓，背叛祖宗，妄生邪说。《春秋》曾说‘臣子不可率众作乱，率众作乱就应诛杀’。刘安的罪行比率众作乱更严重，其谋反态势已成定局。臣所见他伪造的文书、符节、印墨、地图以及其他大逆无道的事实都有明白的证据，其罪极其大逆无道，理应依法处死。至于淮南国中官秩二百石以上和比二百石少的官吏，以及宗室的宠幸之臣中未触犯法律的人，他们不能尽责匡正阻止淮南王的谋反，也都应当免官削爵贬为士兵，今后不许再当官为吏。那些并非官吏的其他罪犯，可用二斤八两黄金抵偿死罪。朝廷应公开揭露刘安的罪恶，好让天下人都清楚地懂得为臣之道，不敢再有邪恶的背叛皇上的野心。”

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丞相公孙弘、廷尉张汤见大家都主张严惩淮南王，遂将诸侯王、列侯和公卿大臣的议论结果上奏，汉武帝于是派宗正持符节前去审判刘安，然而被囚禁于淮南王府的刘安自知难逃死罪，早在宗正抵达淮南国之前便已经自尽而死。宗正抵达淮南国后，得知淮南王已死，便按律将王后荼、太子刘迁和所有共同参与谋反之人全部满门抄斩。

伍被因为曾经劝阻淮南王，且在劝说时多次赞美朝政，汉武帝本有心赦免于他，但廷尉张汤却说，“伍被乃是淮南王策划谋反的主谋，其罪不可赦免。”汉武帝这才无奈同意，于是伍被随之被杀，淮南国亦被废为九江郡。

廷尉张汤作为酷吏，唯恐此案做不大，不能彰显自己的能力，虽说淮南王如今已死，但他还是穷究不止，结果导致列侯、二千石官员、地方豪强数千人被牵连治罪。不仅如此，就连淮南王的弟弟、衡山王刘赐不久也被牵连了进来。

原来，廷尉张汤在追查过程中，发现了囚犯之中有一个衡山王太子刘爽的门客白赢，经过对他的审讯，才搞清楚了衡山王一家的狗血之事。

衡山王刘赐虽然是淮南王刘安的兄弟，但两人关系却极为不睦，时常互相指责抱怨。衡山王刘赐得知刘安有谋反举动后，便时常担心对方将来起兵后会吞并自己的衡山国，于是也暗中招揽人才训练兵马。

元光六年（前129年），衡山王刘赐入京朝见天子，其手下有个谒者卫庆，想要弃刘赐而去转投天子，衡山王一怒之下便将其囚禁了起来，并对其刑讯逼供，迫使其承认死罪，衡山国内史接到此案后，认为案情不实，便没有受理。衡山王于是又上书告发内史，内史在接受朝廷询问时，则反告衡山王刘赐欺压百姓，有司为此要求逮捕衡山王，但汉武帝却仅仅剥夺了衡山王任命二百石以上官员的任命权，而衡山王则因此迁怒于朝廷，与奚慈、张广昌等人开始密谋反叛之事。

原本衡山王刘赐的谋逆之举相较于淮南王刘安要隐秘许多，奈何他家中的事务太过狗血，结