起事吞并自己的国家，认为等待淮南王西进之后，自己可乘虚发兵平定并占有长江和淮水之间的领地，他期望能够如愿。

元朔五年（前124）秋，衡山王将入京朝见天子。经过淮南国时，淮南王竟说了些兄弟情谊的话，消除了从前的嫌隙，彼此约定共同制造谋反的器具。衡山王便上书推说身体有病，皇上赐书准许他不入朝。

元朔六年（前123）中，衡山王指使人上书皇上请求废掉太子刘爽，改立刘孝为太子。刘爽闻讯，就派和自己很要好的白嬴前往长安上书，控告刘孝私造战车箭支，还和淮南王的女侍通奸，意欲以此挫败刘孝。白嬴来到长安，还没来得及上书，官吏就逮捕了他，因他与淮南王谋反事有牵连予以囚禁。衡山王听说刘爽派白嬴去上书，害怕他讲出国中不可告人的隐秘，就上书反告太子刘爽干了大逆不道的事应处死罪，朝廷将此事下交沛郡审理。

元狩元年（前122）冬，负责办案的公卿大臣下至沛郡搜捕与淮南王共同谋反的罪犯，没有捕到，却在衡山王儿子刘孝家抓住了陈喜。官吏控告刘孝带头藏匿陈喜。刘孝以为陈喜平素屡次和衡山王计议谋反，很害怕他会供出此事。他听说律令规定事先自首者可免除其罪责，又怀疑太子指使白嬴上书将告发谋反之事，就抢先自首，控告救赫、陈喜等人参与谋反。廷尉审讯验证属实，公卿大臣便请求逮捕审讯衡山王。天子说："不要逮捕。"他派遣中尉司马安、大行令李息赴衡山国就地查问衡山王，衡山王一一据实做了回答。官吏把王宫都包围起来严加看守。中尉、大行还朝，将情况上奏，公卿大臣请求派宗正、大行和沛郡府联合审判衡山王。衡山王闻讯便刎颈自杀。刘孝因主动自首谋反之事，被免罪；但他犯下与衡山王女侍通奸之罪，仍处死弃市。王后徐来也犯有以诬蛊谋杀前王后乘舒罪，连同太子刘爽犯了被衡山王控告不孝的罪，都被处死弃市。所有参与衡山王谋反事的罪犯一概满门杀尽。衡山国废为衡山郡。

太史公说：《诗经》上说"抗击戎狄，惩治楚人"，此话不假啊！淮南王、衡山王虽是骨肉至亲，拥有千里疆土，封为诸侯，但是不致力于遵守藩臣的职责去辅助天子，反而一味心怀邪恶之计，图谋叛逆，致使父子相继二次亡国，人人都不得尽享天年，而受到天下人耻笑。这不只是他们的过错，也是当地习俗浇薄和居下位的臣子影响不良的结果。楚国人轻捷勇猛凶悍，喜好作乱，这是早自古代就记载于书的了。