上文说到，江充故意陷害太子刘据，太子进不能见到汉武帝，退不能保全自身，被逼无奈，只能伪派使者，杀掉江充。
长安大乱
太子杀死江充之后，派舍人无且带着符节，在夜里进入未央宫殿的长秋门，通过长御倚华将全部情况报告给皇后，调发中厩的马车运载射手，打开武器库拿出兵器，调动了长乐宫卫兵。长安城中一片混乱，都传言说太子反叛。
苏文趁乱逃出长安，跑进甘泉宫，向汉武帝报告，说太子要造反了。汉武帝说道：“太子肯定是心里害怕了，又愤恨江充等人，因此才发生这样的变故。”便派使者将太子召来。使者不敢进长安，回去报告说：“太子已经造反，想要杀我，我就逃了回来。”汉武帝听后大怒。
丞相刘屈氂听说太子造反，挺身就逃，丢失了官印绶带，派长史骑马急速去报告汉武帝。汉武帝问：“丞相在做什么呢？”长史回答说：“丞相封锁消息，不敢发兵。”汉武帝生气地说：“事情已经乱成这样了，还说什么秘密。丞相没有当年周公的风度，周公不是将管叔、蔡叔诛杀了吗？”于是便赐给丞相诏书说：“捕杀反叛者，自会有赏罚。以牛车为掩护，不要短兵相接，免得士卒过多被杀。紧闭城门，不要让反叛之人逃出城去。”
太子向百官发令说：“皇帝病困在甘泉宫，疑似有变，奸臣想要作乱。”
汉武帝于是从甘泉宫回到长安，住在城西的建章宫，颁布诏书调发三辅附近各县的驻军，部署中二千石以下的官员，都由丞相统领。太子也派使者假传皇帝的命令，赦免长安城中各官府的囚徒，命令由少傅石德和宾客张光等分别率领。又派长安的囚徒如侯持符节调发长水及宣曲两地的胡人骑兵，都全副武装到长安会齐。
侍郎马通被派往长安，马通立即去追捕如侯，并告诉胡人骑兵说：“如侯符节是假的，别听信他。”于是杀了如侯，带领胡人骑兵进入长安，又征调船夫士兵，交给大鸿胪商丘成指挥。当初，汉朝的符节是纯红色的，因为太子用赤色符节，所以汉武帝所发的符节又加上黄旄缨以示区别。
太子兵败
太子站在车上来到北军军营的南门外，召出护北军使者任安，发给他符节，命令他发兵。任安拜受符节后，入军营，闭门不出。太子带兵离去，驱赶长安四市的百姓约数万人，到长乐宫的西门外，遇到丞相所率的部队，双方大战五天，死了数万人，鲜血流入街边的水沟中。民间都说太子谋反，因此民众不追附太子，归附丞相的士兵逐渐增多。
征和二年（前91年）七月庚寅，太子兵败，向南逃到长安城的覆盎门。司直田仁率部把守城门，认为太子与皇上之间毕竟是父子关系，不想逼迫太急，所以太子得以逃脱。刘屈氂想杀田仁，御史大夫暴胜之对丞相说：“司直，是朝廷二千石的官员，应先请示皇上，怎么能擅自斩杀！”丞相释放了田仁。汉武帝听说后大怒，派官吏责问御史大夫说：“司直官放走反叛的人，丞相要杀他，是按法律办事，你为什么要擅自阻止？”暴胜之惶恐，自杀。
汉武帝下诏派宗正刘长、执金吾刘敢奉旨收缴皇后的印玺和绶带，皇后自杀。皇上认为任安是老道官吏，见到有兵事乱起，想坐观成败，看谁胜就跟谁跟随谁，怀有二心，所以将他与田仁一同腰斩。
汉武帝因马通捕获如侯，长安男子景建跟随马通捕获了石德，商丘成努力奋战俘获了张光，封马通为重合侯，景建为德侯，商丘成为秺侯。太子的宾客凡出入宫门参与策划的，一律处死，跟随太子起兵谋反的，以谋反罪灭族。官吏士卒被胁迫参加反叛的，全家都流放到敦煌郡。因太子逃亡在外，开始在长安各城门设置军队屯守。
三老上书
汉武帝此时极其愤怒，群臣上下也十分忧虑和恐惧，不知何去何从如何是好。壶关三老令狐茂上书曰（这段文章动人之心，於我心有戚戚焉，故不再翻译，以飨读者）：“臣闻父者犹天，母者犹地，子犹万物也。故天平，地安，物乃茂成；父慈，母爱，子乃孝顺。今皇太子为汉适嗣，承万世之业，体祖宗之重，亲则皇帝之宗子也。江充布衣之人，闾阎之隶臣耳，陛下显而用之，衔至尊之命以迫蹴皇太子，造饰奸诈，群邪错谬，是以亲戚之路隔塞而不通。太子进则不得见上，退则困于乱臣，独冤结而无告，不忍忿忿之心，起而杀充，恐惧逋逃。子盗父兵，以救难自免耳，臣窃以为无邪心。《诗》曰：‘营营青蝇，止于藩。恺悌君子，无信谗言。谗言罔极，交乱四国。’往者江充谗杀赵太子，天下莫不闻。陛下不省察，深过太子，发盛怒，举大兵而求之，三公自将。智者不敢言，辩士不敢说，臣窃痛之。唯陛下宽心慰意，少察所亲，毋患太子之非，亟罢甲兵，无令太子久亡。臣不胜惓惓，出一旦之命，待罪建章宫下。”
奏章递上去，汉武帝见到后受到感动而醒悟，但还没有公开颁布赦免。
太子自杀
此时，太子仍然逃脱在外，向东逃到了湖县，隐藏在泉鸠里。主人家里贫穷，经常靠卖草鞋供养太子。太子有位以前曾相识的人住在湖县，听说他很富有，便派人去找他因此被发觉。
征和二年（前91年）八月辛亥，地方官吏围捕太子。太子自认为逃脱不掉，随即进入屋内关闭房门，自缢而死。前来搜捕的人中，有一兵卒是山阳县男子张富昌，用脚踹开房门，新安县令史李寿上前抱住太子将他解下，主人为保护太子与搜捕太子的人格斗而死，两个皇孙也被杀害。汉武帝为太子的死感到悲伤，封李寿为邘侯，张富昌为题侯。
武帝醒悟
汉武帝征和三年（前90年），九月，官吏和百姓以巫蛊害人之罪相互告发，经过核查多属不实。汉武帝也逐渐知道太子是被江充所逼迫而惶恐不安，才起兵诛杀江充，并没有反叛之意。
此时，正好守卫汉高祖刘邦祭庙的郎官田千秋又紧急上奏，为太子诉冤，说：“当儿子的，不过就是动用了父亲的军队，论罪鞭打他也就是了。天子的儿子误杀了人，又有什么罪呢？臣曾梦见一位白头老翁教我上奏说这番话的。”
汉武帝便豁然醒悟过来，召见田千秋，对他说：“父子之间的事，外人难以说话，但您却讲明白了其中的道理。这是高祖皇帝的神灵让您来教导我的，您应当成为我的辅佐大臣。”当即任命田千秋为大鸿胪，并且下令灭了江充的家族，逮捕苏文，将他烧死在横桥上，在泉鸠里曾对太子兵刃相加的人，最初被任命为北地太守，后来，其全族也都被诛杀。
汉武帝怜惜太子无辜死去，便在湖县修建一座思子宫，建造归来望思之台，天下人知道这件事后都悲伤不已。
班固：巫蛊之祸，岂不哀哉！此不唯一江充之辜，亦有天时，非人力所致焉。建元六年，蚩尤之旗见，其长竟天。后遂命将出征，略取河南，建置朔方。其春，戾太子生。自是之后，师行三十年，兵所诛屠夷灭死者不可胜数。及巫蛊事起，京师流血，僵尸数万，太子子父皆败。故太子生长于兵，与之终始，何独一嬖臣哉！秦始皇即位三十九年，内平六国，外攘四夷，死人如乱麻，暴骨长城之下，头卢相属于道，不一日而无兵。由是山东之难兴，四方溃而逆秦。秦将吏外畔，贼臣内发，乱作萧墙，祸成二世。故曰“兵犹火也，弗戢必自焚”，信矣。是以仓颉作书，“止”“戈”为“武”。圣人以武禁暴整乱，止息兵戈，非以为残而兴纵之也。《易》曰：“天子所助者顺也，人之所助者信也；君子履信思顺，自天祐之，吉无不利也。”故车千秋指明蛊情，章太子之冤。千秋材知未必能过人也，以其销恶运，遏乱原，因衰激极，道迎善气，传得天人之祐助云。