混亂的宮廷生活
因為衡山王多次毒打太子，後來衡山王病了，太子也經常聲稱有病不去服侍。劉孝、王后、劉無采都在衡山王面前說他的壞話：「太子其實沒病，他詐稱有病，臉上還帶有喜色，巴不得您快點兒死掉，他好即位。」衡山王大怒，想廢掉太子，改立其弟劉孝。王后知道衡山王已決意廢除太子，就又想一併也廢除劉孝，好把自己的兒子劉廣立為太子。王后有一個女僕善於跳舞，衡山王十分寵愛她。王后打算讓女僕和劉孝私通來陷害他，好一起廢掉太子兄弟。太子知道了王后的詭計，心想王后屢次誹謗自己，就打算與她發生姦情來堵住她的口。一次宴會上，太子上前為王后敬酒祝壽，趁勢坐在了王后的大腿上，要求與她同宿。王后很生氣，把此事告訴了衡山王。衡山王召來太子，打算把他捆起來毒打。太子知道父王常想廢掉自己而立弟弟劉孝，就對他說：「劉孝和父王寵幸的女僕通姦，無采又和奴僕通姦。父王好好吃飯吧，我打算給朝廷上書。」說罷拂袖而去。衡山王派人去阻止他，不能奏效，就親自駕車追捕到太子，用鐐銬把他囚禁在宮中。
狼狽為奸
劉孝越來越受到衡山王的親近和寵幸。衡山王很驚異劉孝的才能，就給他佩上王印，號稱將軍，讓他住在宮外的府第中，給他很多錢財，用以招攬賓客。那些登門投靠的賓客，暗中知道淮南王、衡山王都有背叛朝廷的計劃，就日夜奉迎挑逗衡山王。於是衡山王指派劉孝的賓客製造戰車和箭支，自治天子印璽和將相官印。衡山王日夜訪求壯士，多次稱讚和例舉吳楚反叛時的謀略，當做自己的謀反計劃的參考。衡山王不敢倣傚淮南王希冀篡奪天子之位，他害怕淮南王起事後吞併自己的國家，期望淮南王帶兵西進之後，自己可乘虛發兵佔有長江和淮水之間的領地。
一次，衡山王入京朝見天子。路經淮南國，淮南王竟說了些兄弟情誼的話，消除了從前的嫌隙。兩人於是彼此約定共同謀反。衡山王便上書推說身體有病，皇上賜書准許他不入朝。
後來，衡山王指使人上書皇上請求廢掉太子劉爽，改立劉孝為太子。劉爽聞訊，就派和自己很要好的白嬴前往長安上書，控告劉孝私造戰車箭支，還和淮南王的女侍通姦，意欲以此挫敗劉孝。白嬴來到長安，還沒來得及上書，官吏就因他參與淮南王謀反將他逮捕。衡山王聽說劉爽派白嬴去上書，害怕他講出隱秘，就上書反告太子劉爽大逆不道。朝廷將此事下交沛郡審理。
身敗名裂
負責辦案的公卿大臣下至沛郡搜捕與淮南王共同謀反的罪犯，沒有捕到，卻在劉孝家裡抓住了要犯陳喜。官吏控告劉孝帶頭藏匿陳喜。劉孝以為陳喜平素屢次和衡山王計議謀反，很害怕他會供出此事。他聽說律令規定事先自首者可免除其罪責，又懷疑太子指使白嬴上書會將謀反之事告發，就搶先自首，控告陳喜等人參與謀反。廷尉審訊驗證屬實，公卿大臣便請求逮捕審訊衡山王。武帝不同意，派使者赴衡山國就地查問衡山王，衡山王一一據實回答。官吏派兵士把王宮包圍起來嚴加看守。使者還朝，將情況上奏，公卿大臣請求審判衡山王。衡山王聞訊刎頸自殺。劉孝因主動自首謀反之事，被免罪，但他犯下與衡山王女侍通姦之罪，仍處死棄市。王后徐來也犯有以巫蠱謀殺前王后乘舒之罪，太子劉爽犯了被衡山王控告不孝的罪，都被處死棄市。所有參與衡山王謀反事件的罪犯一概滿門抄斬。衡山國也被廢為衡山郡。