汉武帝于是命令丞相刘屈嫠调兵平乱，随后双方在长安城中混战五日，死者多达数万人，以致于血流成河。后来太子兵败逃出长安城，一路逃到长安东边的湖县泉鸩里，最终在那里悬梁自尽。同时，汉武帝还下诏收回卫皇后的印玺和绶带，卫皇后于是也畏罪自杀。在此事件中，太子一门也尽被杀死，只留下一个襁褓中的婴儿，也就是后来的汉宣帝刘询。
随后，事件进入清算阶段。太子刘据的门客皆被处死，凡是跟随太子谋反的，一律按谋反罪灭族，其余被太子胁迫的则一律放逐到敦煌郡。
帝王的报复
事件平息后，壶关三老令狐茂上书汉武帝，他在上书中对汉武帝对整个案件进行了细致的分析，并为太子刘据叫屈，汉武帝看过之后颇为感动。汉武帝在冷静下来之后于是决定对此前江充处理的案件进行了调查，结果发现此前的巫蛊害人案多是虚假错案。后来守卫汉太祖刘邦祭庙的郎官田千秋也借白发老翁的名义上书为太子刘据喊冤。汉武帝这才幡然醒悟，也因自己被小人蒙蔽而老羞成怒。
（田千秋画像）
天子一怒，浮尸百万、流血千里。罪魁祸首江充虽已死，但是仍被夷三族（夷族之刑于汉武帝死被废除，至今已过近百年，汉武帝这次把这个搬出来，明显是恨到了骨子里），宦官苏文则被烧死在横桥之上。
除此以外，当年在平定太子叛乱中出力较大的几个人皆先后被处死。丞相刘屈氂被腰斩于东市，追杀太子至泉鸩里的人也被满门抄斩，北军将领任安因为在巫蛊之祸中有拥兵自重、坐观成败的嫌疑也被处死。
