汉武帝晚年十分奢侈，常常大兴土木，以致国库空虚。汉武帝还喜欢任用酷吏，加重刑罚，从来也不把杀人当作一回事。而太子刘据则经常劝他与民休息，尽量减轻老百姓的负担，实行宽厚仁慈的政策。于是，汉武帝逐渐对刘据产生了不满和怨恨。
除太子刘据外，汉武帝后来还有5个儿子。在这6个儿子里面，汉武帝最喜欢的是小儿子刘弗陵。汉武帝经常夸耀刘弗陵像自己，甚至打算废了太子刘据，改立刘弗陵做太子。公孙敬声为人骄奢不奉法，擅自动用军费1900万钱，事败后被捕下狱。时值武帝下诏通缉阳陵大侠(此大侠非彼大侠，是汉代的黑社会)朱世安，公孙贺为赎儿子之罪，请求皇帝让他追捕，武帝允诺。公孙贺历经艰辛，将朱世安捕获移送朝廷，其子之罪将以赦免。孰料朱世安怀恨在心，笑曰：“丞相祸及宗矣。南山之行不足受我辞，斜谷之木不足为我械。”[丞相把祸事引到自己家族里了，我是个罪恶极多，书写不尽的人，(也不在乎多一条诬陷之罪)]于是他在狱中上书朝廷，揭露公孙敬声与武帝女儿阳石公主私通，且在皇帝专用驰道上埋藏木人以诅咒皇帝等事件。于是公孙贺父子死狱中，满门抄斩。
武帝命宠臣江充为使者治巫蛊，江充与太子刘据有隙，遂陷害太子，江充是一个心狠手辣的家伙，他与案道侯韩说、宦官苏文等四人，到处发掘木头人，并且还用烧红了的铁器钳人、烙人，强迫人们招供。不管是谁，只要被江充扣上“诅咒皇帝”的罪名，就不能活命。没过多少日子，他就诛杀了好几万人。
在这场惨案中，丞相公孙贺一家，还有阳石公主、诸邑公主，长平侯卫伉都被汉武帝斩杀了。江充见汉武帝居然可以对自己的亲生女儿下毒手，就更加放心大胆地干起来。他让巫师对汉武帝说：“皇宫里有人诅咒皇上，蛊气很重，若不把那些木头人挖出来，皇上的病就好不了。”于是，汉武帝就委派江充带着一大批人到皇宫里来发掘桐木人。他们先从跟汉武帝疏远的后宫开始，一直搜查到卫皇后和太子刘据的住室，屋里屋外都给掘遍了，都没找到一块木头。
为了陷害太子刘据，江充趁别人不注意，把事先准备好的桐木人拿出来，大肆宣扬说：“在太子宫里挖掘出来的桐木人最多，还发现了太子书写的帛书，上面写着诅咒皇上的话。我们应该马上奏明皇上，办他的死罪。”此时汉武帝在甘泉宫养病，不在长安。
太子刘据召问少傅石德，身为太子师傅的石德惧怕自己受诛连，说：“丞相公孙贺一家、两位公主、长平侯卫伉都因为巫蛊死了，现在在太子的宫里挖出桐木人，我们无法证明自己的清白，皇后和我们派去的人都被拦住不报，现在根本见不到皇上，甚至连皇上在不在了都不知道，奸臣做出这些事，难道太子忘了秦朝的太子扶苏是怎么死的吗?”建议太子越权行事，拘捕江充等人及追查他们的阴谋，太子在情急下同意石德所言。
征和二年(前91年)七月壬午，太子派人假冒使者收捕江充等人。江充助手韩说怀疑使者身份，不肯受诏，被来人杀了。太子派人禀告皇后，又分发武器给侍卫。太子向百官宣布江充谋反，把江充杀了。当时江充另一助手苏文逃到武帝处，向武帝控诉太子，武帝开始并不相信此说，派使者召太子，但使者不敢到太子那里，回报武帝说“太子反已成，欲斩臣，臣逃归。”武帝大怒，下令丞相刘屈髦率兵平乱。太子纠集了数万人，与丞相军激战五日，死者数万人。长安城有流言说太子谋反，最终，太子势孤力弱而兵败，唯有逃离长安。汉武帝诏遣宗正刘长乐、执金吾刘敢奉策收皇后玺绶，卫子夫选择了自杀。太子宾客多人亦被捕杀。
守门官田仁放太子逃出长安，太子逃到湖县(今河南灵宝西)一户贫家，户主常卖屦以维持太子生活所需。不久，新安(今河南渑池东)县令李寿知道了太子的下落，就带领人马来捉拿他。刘据无处逃跑，只好在门上拴了一条绳子，上吊死了。他的两个儿子和那一家的主人，也被李寿手下的张富昌等人杀死了。
太子有三子一女，其中留名的是史皇孙刘进(即刘询之父)，全部因巫蛊之乱而遇害，只留下一位孙子刘询，又称刘病已，后为汉宣帝。田千秋等人上书讼太子冤说：“子弄父兵，罪当答;天子之子过误杀人，当何罢哉!臣尝梦见一白头翁教臣言。”后来，汉武帝派人调查，才知道卫皇后和太子刘据从来没有埋过木头人，这一切都是江充苏文等人搞的鬼。在这场祸乱中，他死了一个太子和两个孙子，又悲伤又后悔。于是，他就下令灭了江充的宗族，宦官苏文被活活烧死。其他参与此事的大臣也都被处死。
最后，汉武帝越想越难过，就派人在湖县修建了一座宫殿，叫作“思子宫”，又造了一座高台，叫作“归来望思之台”，借以寄托他对太子刘据和那两个孙子的思念。