徵和二年(公元前91)，丞相公孫賀之子公孫敬聲被人告發為巫蠱咒武帝，與陽石公主奸，賀父子下獄死，諸邑公主與陽石公主、衛青之子長平侯衛伉皆坐誅。武帝命寵臣江充為使者治巫蠱，江充與太子劉據有隙，遂陷害太子，並與案道侯韓說、宦官蘇文等四人誣陷太子，皇后衛子夫和太子劉據相繼自殺。久之，巫蠱事多不信。田千秋等上書訟太子冤，武帝乃夷江充三族，燒死蘇文。又修建“思子宮”，於太子被害處作“歸來望思之臺”，以誌哀思。
漢武帝晚年十分奢侈，常常大興土木，以致國庫空虛。漢武帝還喜歡任用酷吏，加重刑罰，從來也不把殺人當作一回事。而太子劉據則經常勸他與民休息，儘量減輕老百姓的負擔，實行寬厚仁慈的政策。於是，漢武帝逐漸對劉據產生了不滿和怨恨。
除太子劉據外，漢武帝后來還有5個兒子。在這6個兒子裡面，漢武帝最喜歡的是小兒子劉弗陵。漢武帝經常誇耀劉弗陵像自己，甚至打算廢了太子劉據，改立劉弗陵做太子。公孫敬聲為人驕奢不奉法，擅自動用軍費1900萬錢，事敗後被捕下獄。時值武帝下詔通緝陽陵大俠(此大俠非彼大俠，是漢代的黑社會)朱世安，公孫賀為贖兒子之罪，請求皇帝讓他追捕，武帝允諾。公孫賀歷經艱辛，將朱世安捕獲移送朝廷，其子之罪將以赦免。孰料朱世安懷恨在心，笑曰：“丞相禍及宗矣。南山之行不足受我辭，斜谷之木不足為我械。”[丞相把禍事引到自己家族裡了，我是個罪惡極多，書寫不盡的人，(也不在乎多一條誣陷之罪)]於是他在獄中上書朝廷，揭露公孫敬聲與武帝女兒陽石公主私通，且在皇帝專用馳道上埋藏木人以詛咒皇帝等事件。於是公孫賀父子死獄中，滿門抄斬。
武帝命寵臣江充為使者治巫蠱，江充與太子劉據有隙，遂陷害太子，江充是一個心狠手辣的傢伙，他與案道侯韓說、宦官蘇文等四人，到處發掘木頭人，並且還用燒紅了的鐵器鉗人、烙人，強迫人們招供。不管是誰，只要被江充扣上“詛咒皇帝”的罪名，就不能活命。沒過多少日子，他就誅殺了好幾萬人。
在這場慘案中，丞相公孫賀一家，還有陽石公主、諸邑公主，長平侯衛伉都被漢武帝斬殺了。江充見漢武帝居然可以對自己的親生女兒下毒手，就更加放心大膽地幹起來。他讓巫師對漢武帝說：“皇宮裡有人詛咒皇上，蠱氣很重，若不把那些木頭人挖出來，皇上的病就好不了。”於是，漢武帝就委派江充帶著一大批人到皇宮裡來發掘桐木人。他們先從跟漢武帝疏遠的後宮開始，一直搜查到衛皇后和太子劉據的住室，屋裡屋外都給掘遍了，都沒找到一塊木頭。
為了陷害太子劉據，江充趁別人不注意，把事先準備好的桐木人拿出來，大肆宣揚說：“在太子宮裡挖掘出來的桐木人最多，還發現了太子書寫的帛書，上面寫著詛咒皇上的話。我們應該馬上奏明皇上，辦他的死罪。”此時漢武帝在甘泉宮養病，不在長安。
太子劉據召問少傅石德，身為太子師傅的石德懼怕自己受誅連，說：“丞相公孫賀一家、兩位公主、長平侯衛伉都因為巫蠱死了，現在在太子的宮裡挖出桐木人，我們無法證明自己的清白，皇后和我們派去的人都被攔住不報，現在根本見不到皇上，甚至連皇上在不在了都不知道，奸臣做出這些事，難道太子忘了秦朝的太子扶蘇是怎麼死的嗎?”建議太子越權行事，拘捕江充等人及追查他們的陰謀，太子在情急下同意石德所言。
徵和二年(前91年)七月壬午，太子派人假冒使者收捕江充等人。江充助手韓說懷疑使者身份，不肯受詔，被來人殺了。太子派人稟告皇后，又分發武器給侍衛。太子向百官宣佈江充謀反，把江充殺了。當時江充另一助手蘇文逃到武帝處，向武帝控訴太子，武帝開始並不相信此說，派使者召太子，但使者不敢到太子那裡，回報武帝說“太子反已成，欲斬臣，臣逃歸。”武帝大怒，下令丞相劉屈髦率兵平亂。太子糾集了數萬人，與丞相軍激戰五日，死者數萬人。長安城有流言說太子謀反，最終，太子勢孤力弱而兵敗，唯有逃離長安。漢武帝詔遣宗正劉長樂、執金吾劉敢奉策收皇后璽綬，衛子夫選擇了自殺。太子賓客多人亦被捕殺。
守門官田仁放太子逃出長安，太子逃到湖縣(今河南靈寶西)一戶貧家，戶主常賣屨以維持太子生活所需。不久，新安(今河南澠池東)縣令李壽知道了太子的下落，就帶領人馬來捉拿他。劉據無處逃跑，只好在門上拴了一條繩子，上吊死了。他的兩個兒子和那一家的主人，也被李壽手下的張富昌等人殺死了。
太子有三子一女，其中留名的是史皇孫劉進(即劉詢之父)，全部因巫蠱之亂而遇害，只留下一位孫子劉詢，又稱劉病已，後為漢宣帝。田千秋等人上書訟太子冤說：“子弄父兵，罪當答;天子之子過誤殺人，當何罷哉!臣嘗夢見一白頭翁教臣言。”後來，漢武帝派人調查，才知道衛皇后和太子劉據從來沒有埋過木頭人，這一切都是江充蘇文等人搞的鬼。在這場禍亂中，他死了一個太子和兩個孫子，又悲傷又後悔。於是，他就下令滅了江充的宗族，宦官蘇文被活活燒死。其他參與此事的大臣也都被處死。
最後，漢武帝越想越難過，就派人在湖縣修建了一座宮殿，叫作“思子宮”，又造了一座高臺，叫作“歸來望思之臺”，藉以寄託他對太子劉據和那兩個孫子的思念。