周勃、陈平得到消息后，先是挟持吕禄好友郦寄的父亲郦商，然后逼迫郦寄劝说吕禄交出兵权，由此掌控北军。随后，刘章听从陈平的命令，协助周勃防守皇宫，并率军击杀吕产。吕产既死，诸吕失去庇护，不分男女老幼全被刘章率军杀死（"悉捕诸吕男女，无少长皆斩之。"见《资治通鉴·卷十三》），甚至连他的妻子吕氏、岳父吕禄也未能幸免。刘章之心狠手辣，由此可见一斑。
刘章诛灭吕氏满门，从而拯救汉室
吕氏一族被灭门后，汉室转危为安，刘章可谓居功至伟。事后，重臣们商议废黜傀儡皇帝刘弘、另立新君，但在新皇帝人选上却产生分歧。刘章力主迎立自己的兄长刘襄为帝，但周勃、陈平却因为刘襄的舅父驷钧恶戾专权，恐怕将来会再度出现外戚干政的现象，所以拒绝刘章的建议，改而迎立刘邦第四子、代王刘恒为帝，是为汉文帝。
文帝上台后，为奖赏刘章的功劳，便加封他食邑两千户，并允诺将来会封他做赵王。但当文帝得知刘章意在拥立刘襄为帝的消息后，心中大为不快，便取消册封刘章为赵王的决定，改而封他做城阳王（"及孝文帝立，闻朱虚、东牟之初欲立齐王，故绌其功。"见《史记·卷五十二》），时在汉文帝二年（前178年）。
