混乱的宫廷生活因为衡山王多次毒打太子，后来衡山王病了，太子也经常声称有病不去服侍。刘孝、王后、刘无采都在衡山王面前说他的坏话：“太子其实没病，他诈称有病，脸上还带有喜色，巴不得您快点儿死掉，他好即位。”衡山王大怒，想废掉太子，改立其弟刘孝。王后知道衡山王已决意废除太子，就又想一并也废除刘孝，好把自己的儿子刘广立为太子。王后有一个女仆善于跳舞，衡山王十分宠爱她。王后打算让女仆和刘孝私通来陷害他，好一起废掉太子兄弟。太子知道了王后的诡计，心想王后屡次诽谤自己，就打算与她发生奸情来堵住她的口。一次宴会上，太子上前为王后敬酒祝寿，趁势坐在了王后的大腿上，要求与她同宿。王后很生气，把此事告诉了衡山王。衡山王召来太子，打算把他捆起来毒打。太子知道父王常想废掉自己而立弟弟刘孝，就对他说：“刘孝和父王宠幸的女仆通奸，无采又和奴仆通奸。父王好好吃饭吧，我打算给朝廷上书。”说罢拂袖而去。衡山王派人去阻止他，不能奏效，就亲自驾车追捕到太子，用镣铐把他囚禁在宫中。狼狈为奸刘孝越来越受到衡山王的亲近和宠幸。衡山王很惊异刘孝的才能，就给他佩上王印，号称将军，让他住在宫外的府第中，给他很多钱财，用以招揽宾客。那些登门投靠的宾客，暗中知道淮南王、衡山王都有背叛朝廷的计划，就日夜奉迎挑逗衡山王。于是衡山王指派刘孝的宾客制造战车和箭支，自治天子印玺和将相官印。衡山王日夜访求壮士，多次称赞和例举吴楚反叛时的谋略，当做自己的谋反计划的参考。衡山王不敢仿效淮南王希冀篡夺天子之位，他害怕淮南王起事后吞并自己的国家，期望淮南王带兵西进之后，自己可乘虚发兵占有长江和淮水之间的领地。一次，衡山王入京朝见天子。路经淮南国，淮南王竟说了些兄弟情谊的话，消除了从前的嫌隙。两人于是彼此约定共同谋反。衡山王便上书推说身体有病，皇上赐书准许他不入朝。后来，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，官吏就因他参与淮南王谋反将他逮捕。衡山王听说刘爽派白嬴去上书，害怕他讲出隐秘，就上书反告太子刘爽大逆不道。朝廷将此事下交沛郡审理。身败名裂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，却在刘孝家里抓住了要犯陈喜。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会将谋反之事告发，就抢先自首，控告陈喜等人参与谋反。廷尉审讯验证属实，公卿大臣便请求逮捕审讯衡山王。武帝不同意，派使者赴衡山国就地查问衡山王，衡山王一一据实回答。官吏派兵士把王宫包围起来严加看守。使者还朝，将情况上奏，公卿大臣请求审判衡山王。衡山王闻讯刎颈自杀。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。王后徐来也犯有以巫蛊谋杀前王后乘舒之罪，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件的罪犯一概满门抄斩。衡山国也被废为衡山郡。