刘据向东逃到湖县，隐藏在泉鸠里。主人家境贫寒，经常织卖草鞋来奉养刘据。 刘据有一位以前相识的人住在湖县，听说很富有，太子派人去叫他，于是消息泄露；，地方官围捕刘据；刘据知道自己难以逃脱，便回到屋中自缢而死； 主人与搜捕太子的人格斗而死，二位皇孙也一同遇害。
刘据有三子一女，全部因巫蛊之乱而遇害，刘据之子、史皇孙刘进有一子刘病已幸存，尚在襁褓中，后改名刘询，为汉宣帝。
久之，巫蛊事多不信。官吏和百姓以巫蛊害人罪相互告发的，经过调查发现多为有不实。汉武帝颇知当时刘据只是惶恐不安并无谋反的意图，高寝郎田千秋讼刘据冤曰：子弄父兵，罪当笞；天子之子过误杀人，当何罢哉！臣尝梦见一白头翁教臣言。于是汉武帝霍然醒悟，立即就任命田千秋为大鸿胪，并下令将江充满门抄斩，将苏文烧死在横桥之上。曾对刘据兵刃相加的人也陆续被杀。 汉武帝怜刘据无辜，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，借以寄托他对刘据和那两个孙子的思念，天下闻而悲之。
汉武帝晚年求神仙又不成，又因巫蛊之祸造成父子相残、太子刘据自杀，种种打击使武帝心灰意冷，对自己过去的所作所为颇有悔意。在登泰山、祀明堂之后，武帝下朕即位以来，所为狂悖，使天下愁苦，不可追悔。自今事有伤害百姓，糜费天下者，悉罢之！ 以表示承认自己的错误。天下也因此又逐渐归于和谐，为昭宣中兴的盛世奠定了基础。
公元前88年，汉武帝叫画工画了一张周公背成王朝诸侯图送给霍光，意思是让霍光辅佐他的小儿子刘弗陵作皇帝。 在这段时间里，刘弗陵的母亲钩弋夫人因过;受到斥责，忧死于云阳宫。一般认为是子幼母壮，为了防止钩弋夫人重演吕后称制的局面，汉武帝找借口处死了她。
汉武帝于弥留之际立刘弗陵为太子，四天后的丁卯日，汉武帝驾崩于五柞宫，霍光正式接受汉武帝遗诏，成为汉昭帝刘弗陵的辅命大臣，与车骑将军金日磾、左将军上官桀、御史大夫桑弘羊等人共同辅佐朝政。 其后继者昭帝和宣帝坚持执行武帝晚年制定的与民休息的政策，因而在西汉中期出现了被后世称颂的昭宣中兴局面。
