刘邦采用陈平之计,借口游楚之云梦,欲趁韩信不备擒拿。刘邦发使告诸侯会于楚国西界的陈。韩信闻讯,已猜出刘邦此行意图,欲发兵反,又自度无罪,欲见刘邦,又怕被擒,就这样犹、豫了多时。最后,他听从左右进言,于十二月刘邦至陈时,持钟离昧之首级前去朝会,岂料刘邦还是逮捕了他,载于后车。到洛阳后赦之,降封淮阻侯,使居长安。
从此,韩信常称病不朝,日夜怨望,居常怏怏。他后来与握有重兵的边将陈稀约定,里应外合,准备叛乱。及陈稀反于代,刘邦亲率兵征伐,韩信托病不从,依原计划准备响应陈稀。他与家臣谋,夜诈诏赦诸官徒奴,欲发兵袭吕后、太子,部署已定,却被手下一个舍人的弟弟告发。吕后遂与萧何设计,称陈稀叛乱已息,令朝臣入宫庆贺;韩信惊悉此讯,勉强入宫。哪里想到,一入长乐官,就被斩于钟室。年仅三十余岁。