公元前197年，也就是汉高祖十年，陈豨造反的消息传进汉宫。刘邦决定亲自出马镇压，他打算让韩信随自己出征，韩信推脱身体抱恙，刘邦也不勉强。等刘邦带兵出城后，韩信就在府中和门客们商量如何攻进宫殿，结果有一个门客走漏了风声，韩信很快抓住了他，把他关在府里。这位门客的弟弟去韩信府上要人，被韩信恐吓了一番，于是他把韩信密谋造反的事情告诉了吕后。吕后顿时发觉事情重大，可是无凭无证奈何不了韩信，吕雉就找丞相萧何帮忙。萧何说，不妨让我去告诉他陈豨被杀的消息，然后把他带来朝中。吕雉连忙派人在宫殿里埋伏起来，等韩信来了之后，将士们便把他抓起来带到吕后面前。韩信还想找萧何求情，可哪里还有萧何的影子？这便是“成也萧何，败也萧何”的由来。
韩信知道觐见只是刘邦的一个借口，自己肯定会被抓起来，他跑去和钟离昧商量对策，钟离昧轻蔑地说：“看来我是逃不过一死，但你别以为这样就能逃过一劫，刘邦迟早会杀了你。”说完钟离昧就拔剑自杀了，韩信把他的头割下来献给刘邦，以示自己的忠心。没想到刚见到刘邦，就被左右侍卫用绳子捆住了。韩信对刘邦说：“看来别人说的没错，‘狡兔死，良狗烹；高鸟尽，良弓藏；敌国破，谋臣亡’。如今你已得天下，我也失去了利用的价值，成了一个威胁。”刘邦被说得面红耳赤，但没有释放韩信，只是把他带回洛陽，贬为淮陰侯，软禁起来。
韩信被诛，固然有刘邦忌惮功臣的因素，但韩信恃功自傲，也是其身亡的原因之一。
楚王韩信在受封回到家乡后，送了很多钱财给那位曾在河边舍饭给自己吃的老婆婆，还任命曾让自己忍受胯下之辱的屠户为中尉，称他是一位勇士，至于留宿过他的亭长，韩信只给了他一点点钱，并谴责他是个意志不坚的人。
吕后命人在长乐宫的钟室里杀死了韩信，还要杀光他的父族、母族、妻族。一时间，长安腥风血雨，随处都能听到哀号声。
在禁足期间，韩信和张良一起整理了自秦朝到现今的兵书，一共一百八十二本，这是我国历史上第一次大规模的兵书整理。他们还对军纪做了些补充和调整，韩信写了三篇用兵之道，如今已经失传。
斩韩信
列侯陈豨被刘邦封为巨鹿郡郡守，临行前来看望韩信。韩信悄悄地问陈豨愿不愿意跟着自己，陈豨发誓忠于韩信。韩信就把自己想谋反的想法告诉他，并说：“巨鹿郡的军队是汉朝最精锐的，而你是高祖器重的人才，如果说你要造反，高祖肯定不信，等到他相信之后，你的势力也壮大了，到时候你我联手，一定能推翻汉朝。”陈豨一直对韩信的计谋深信不疑，他答应韩信，等到势力壮大之后，必定会起兵造反。
恰巧韩信在楚国大整军队，不管去哪儿都率军前往，因此很多人都说韩信有造反的苗头。这话正好说到刘邦的心坎里去了，韩信也听到了传言，他想向汉高祖解释，又怕越描越黑，不知怎么办。刘邦问陈平有什么计谋，陈平说不如谎称高祖要巡游云梦泽，请百官前来觐见，韩信不来也得来，到时候就可以把他关起来审问。
项羽手下有一名将领名叫钟离昧，和韩信是很好的朋友，项羽战败自刎后，钟离昧得知韩信在楚国封王，为了躲避刘邦的追杀，他跑到出国去投靠韩信。有人把钟离昧的去向告诉了刘邦，刘邦一听自己器重的功臣竟然和敌军将领呆在一起，不由得怒气冲天，立刻吩咐别人去捉拿钟离昧。
韩信知道自己的谋略是刘邦最顾忌的，自此之后他不再参与政事，不上朝也不随高祖出行，每天都待在府里唉声叹气。他为自己被贬为淮陰侯感到愤愤不平，讨伐项羽时自己尽心尽力，现在居然和周勃、灌婴平起平坐，韩信感到很不公平。有一天，韩信去樊哙府上做客，樊哙高兴得跑出大门，跪在地上迎接他，韩信不但不领情，还在心里嘲讽自己落败到和樊哙交往的地步。
