刘邦又从匈奴降人那里，听到了张胜在匈奴为燕使者的消息，于是判定：“卢绾果然造反了。”公元前195年三月，刘邦以樊哙为将军，率军击燕。后又改以周勃代之。
卢绾听说刘邦生病，带着他的家属、宫人、亲信等共数千骑，在长城下等候，希望刘邦病愈之后，亲自入长安谢罪。然而四月刘邦驾崩，卢绾遂带领众人逃亡到匈奴。匈奴封他为东胡庐王。公元前194年死于匈奴，卒年六十三。
而回到公元前195年，此时的刘邦在干嘛那，刘邦建国称帝时已过半百，步入晚年变得日益猜忌一起打天下的功臣们，特别是那些异姓王们。结果臧荼、张敖、韩王信、彭越、韩信、英布等先后被废杀，英布还起兵反了，刘邦抱病亲征才平了他。之后其封国则转入刘氏子孙手中。只有吴芮的长沙国幸免。
公元前195年，刘邦亲杀白马为盟，订下誓约：“非刘氏而王者，天下共击之。”这就是历史上的“白马之盟”。
不仅如此，还对萧何起了疑心。逼得设法自污声名以绎帝之疑，最后差点不得善终。去世之前。还打算杀了忠直猛将樊哙，因是吕氏之妹婿，担心协助助诸吕作乱。后因陈平的保护，刘邦驾崩后躲过一劫。
刘邦晚年宠爱戚姬及其子赵王如意，疏远吕后，几次想废黜吕后所生的太子刘盈而立刘如意。但因大臣反对，只好作罢。为了皇权的巩固，刘邦费尽心机。本来他年龄就大，在平定英布叛乱时又中了箭伤，到了长安病情加重。
吕后找来名医，刘邦问他病情，医生说能治，刘邦一听口气，就知道不会好了，气得大骂医生：“朕以布衣提三尺剑取天下，此非天命乎？命乃在天，虽扁鹊何益！”说完赏赐给医生五十金打发他走了。
吕后看着弥留中的刘邦，问他死后人事的安排：“陛下，萧相国死后，由谁来接替呢？”刘邦说曹参。
吕后问曹参之后是谁，刘邦说：“朕觉得王陵可以在曹参之后接任，但王陵智谋不足，可以由陈平辅佐。陈平虽然有智谋，但不能决断大事。周勃虽然不擅言谈，但为人忠厚，日后安定刘氏江山肯定是他，用他做太尉吧。”吕后又追问以后怎么办，刘邦有气无力地说：“以后的事你也不会知道了。”
公元前195年6月1日，刘邦崩于长乐宫，享年六十二岁。葬于长陵，谥号高皇帝，庙号太祖。
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