刘据出逃后，武帝责问御史大夫暴胜之擅自阻止丞相斩杀释放太子出城的田仁，暴胜之因惶恐而自杀。任安因怀二心，与田仁同处以腰斩之刑。莽通捕获反将如侯，以及长安男子景通抓获太子少傅石德，功劳最大，分别被封为重合侯与德侯，商丘成力战张光封为秺侯。

太子的众门客，曾经出入宫门的一律处死；凡是跟随太子发兵的，一律按谋反罪灭族；官吏和士兵有乘乱抢劫的，全部流放到敦煌郡。因太子逃亡在外，所以开始在长安各城门设置屯守军队。一连串的诛罚使得群臣忧心惧怕，不知如何是好。壶关三老令孤茂上《讼太子冤书》于武帝。说：“我听说：父亲就好比是天，母亲就好比是地，儿子就好比是天地间的万物，所以只有上天平静，大地安然，万物才能茂盛；只有父慈，母爱，儿子才能孝顺。

如今皇太子本是汉朝的合法继承人，将承继万世大业，执行祖宗的重托，论关系又是皇上的嫡长子。江充本为一介平民，不过是个市井中的奴才罢了，陛下却对他尊显重用，让他挟至尊之命来迫害皇太子，纠集一批奸邪小人，对皇太子进行欺诈栽赃、逼迫陷害，使陛下与太子的父子至亲关系隔塞不通。太子进则不能面见皇上，退则被乱臣的陷害困扰，独自蒙冤，无处申诉，忍不住忿恨的心情，起而杀死江充，却又害怕皇上降罪，被迫逃亡。

太子作为陛下的儿子，盗用父亲的军队，不过是为了救难，使自己免遭别人的陷害罢了，臣认为并非有什么险恶的用心。《诗经》上说：绿蝇往来落篱笆，谦谦君子不信谗。否则谗言无休止，天下必然出大乱。

以往，江充曾以谗言害死赵太子，天下人无不知晓。而今陛下不加调查，就过分地责备太子，发雷霆之怒，征调大军追捕太子，还命丞相亲自指挥，致使智慧之人不敢进言，善辩之士难以张口，我心中实在感到痛惜。希望陛下放宽心怀，平心静气，不要苛求自己的亲人，不要对太子的错误耿耿于怀，立即结束对太子的征讨，不要让太子长期逃亡在外！

我以对陛下的一片忠心，随时准备献出我短暂的性命，待罪于建章宫外。”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。刘据向东逃到隶属京兆尹的湖县，隐藏在泉鸠里的一户人家。此地西距潼关三十里、长安三百里，东距函谷关八十里，紧靠当时贯通关内关外的交通驿道，又隐藏在峡谷中，位置非常险要。

主人家境贫寒，经常织卖草鞋来奉养太子。后来刘据听说有一位富有的旧相识住在湖县，便派人去寻找他，却导致消息泄露。八月辛亥日，地方官围捕太子。国储副君三十八载的刘据不愿被陷他至此的佞臣捉拿受辱，自经而死。前来搜捕的兵卒中，有一山阳男子名叫张富昌，用脚踹开房门。新安县令史李寿跑上前去，将太子抱住解下。

主人与搜捕太子的人格斗而死，二位跟随太子出逃的皇孙也一同遇害。卫太子败后，其妻史良娣、长子刘进、子妇王翁须、女儿（皇女孙）皆在长安遇害。

身后之事，子弄父兵。

征和三年（公元前90年），武帝对巫蛊之冤有所察觉，知道太子起兵乃惶恐而无他意，并非苏文、李广利等人报告于他的谋反，却难以为太子起兵而开脱。

看守高帝庙的小郎官田千秋正好在此时上书为太子鸣冤：“作儿子的擅自动用父亲的军队，其罪应受鞭笞。天子的儿子误杀了人，又有什么罪呢！我梦见一位白发老翁，教我上此奏章。”于是汉武帝霍然醒悟，召见田千秋，对他说：“我们父子之间的事，别人难以插言，只有你知道其间的不实之处。这是高祖皇帝的神灵派您来指教于我，您应当担任我的辅佐大臣。”

于是拜田千秋为大鸿胪。归来望思汉武帝任命田千秋为大鸿胪之后，开始对参与巫蛊案、陷害太子的臣子进行严惩。江充已死，武帝愤而恢复了自文帝起已废除近百年的夷族之刑，夷江充三族。又仿太子烧死胡巫，将苏文烧死在横桥之上。功劳最大的莽通被处死；曾在泉鸠里对太子兵刃相加的人，最初被任命为北地太守，后来也被族灭。

因与太子战而获封侯的商丘成、张富昌和李寿分别自杀、被贼人杀及被武帝诛杀。诬陷太子的李广利与刘屈氂皆被灭族。汉武帝晚年丧子，怜惜刘据无辜遭害，修建思子宫以寄哀思；又在湖县修建了一座归来望思之台，望而思之，期魂来归。天下人听说这件事后，都很悲伤。

追谥曰戾。

元平元年（公元前74年）七月，刘据之孙刘询即位。本始元年（公元前73年）六月，刘询颁布诏书。诏曰：“故皇太子在湖，未有号谥、岁时祠。其议谥，置园邑。”谥刘据曰“戾”，所以刘据又称“戾太子”。以湖县阌乡邪里聚为戾园，改葬刘据，陵园设置长、丞等官职，设置周卫供奉守护。八年后的元康元年（公元前65年），增加戾园的采地民户满三百家。