這時伍被已去向執法官吏自首了，供出了他和劉安父子所商量的全盤陰謀計劃。
執法官吏立即逮捕了劉遷、王後荼，派兵包圍了王宮，同時將參與謀反的劉安的賓客全部逮捕，製作的皇帝、丞相印璽等造反工具也全部搜出來了。執法官吏迅速上書報告皇帝。
武帝把此案交給公卿大臣審理。
經過審理，跟此案有關聯的列侯、二千石、地方豪強共有幾千人，一律處以死刑。
衡山王劉賜是劉安的弟弟，劉安的計劃中也要把他拉進去的，因此，公卿大臣們請求將衡山王也逮捕起來。
武帝沒有同意。
公卿大臣經過合議，請求處死劉安，淮南國中所有官秩在二百石以上的官吏，甚至二百石以下的官吏，以及淮南宗室的寵幸之臣中沒有參與謀反的，由於他們沒能盡到匡正規勸劉安父子的責職，都應免官奪爵，貶為士兵，以後也不許當官吏。
武帝同意。但是因為伍被一開始是勸阻劉安謀反的，而且他勸阻劉安時對武帝頗有溢美之詞，武帝對這些溢美之詞感到舒服，想饒伍被一命。但廷尉張湯認為，伍被最先為劉安策劃謀反計劃，罪不可赦。於是伍被仍被殺掉。
當武帝派宗正手持符節來到淮南國，想審判劉安時，劉安搶先一步自刎而死了。劉遷、王後荼以及所有參與謀反的人，全部被處以滅族。淮南國被除，設置成了九江郡。
至於劉安派往長安做臥底的女兒劉陵，史書上沒有記載她的下落。但是既然劉安被滅族了，她應該也逃不了被誅殺的命運。
史書上還有一個記載：在劉安敗亡的同一年，岸頭侯張次公（衛青手下大將）因為跟淮南王的女兒通奸，以及收受淮南王的財物而被廢掉了侯爵。這個淮南王的女兒大概率就是長期在長安活動的劉陵，她以色相和金錢引誘衛青手下大將，目的不言而喻。
淮南王在政治上是個罪人，在文化上卻是個功臣。他和他的門客伍被、蘇非、李尚等人共同創作的《淮南子》一書是黃老之學集大成的理論巨著，同時也糅合了儒、法、兵、陰陽五行等家的學說，保留了大量珍貴史料和神話傳說，文辭華麗鋪陳，也是一部文學珍品。
相傳，淮南王劉安還是豆腐的發明者。豆腐在豐富人類飲食方麵絕對是一大功臣，無論怎麼拔高它的地位都不過份。但是，滿腦子儒學思想的史家對發明豆腐這種細事是不屑一記的，雖然他們很可能愛吃豆腐愛得沒命，因此，豆腐的發明權是否屬於劉安至今無法肯定。
現在，“豆腐是中國人所發明”這個基本已成定論，至於其發明時間則有爭論。首先說豆腐是淮南王劉安所發明者是朱熹，得到了明朝醫學家李時珍的認同。但是，近現代以來，國內外一些學者認為，在五代以前的文獻中從沒有關於豆腐的記載，最早關於豆腐的記載是宋代陶穀的《清異錄》，因此他們認定豆腐是宋代以後才出現的。