由王降为侯，韩信再无用武之地项羽死后，刘邦趁机夺取韩信兵权，并改封韩信为楚王以便就近控制，移都下邳。刘邦欲捉拿锺离昧，但锺离昧素与韩信交好，于是锺离昧逃到楚国。刘邦得知锺离昧逃到楚国后。不久就有人上书告发楚王韩信谋反。刘邦向诸将征询对此事的意见。诸将都说：“赶紧发兵，活埋这个忘恩负义的小子！”高祖自知这些并不是好主意，就没有吭声。
这时，张良已经借口有病而功成身退了，只有陈平依然是刘邦身边最重要的谋士。刘邦便向陈平请教，陈平开始不肯出主意，直到刘邦再三追问，并说：“我打算派兵前去讨伐他，你看怎么样？”陈平沉着地反问道：“这次有人上书告发韩信造反的这件事，还有人知道吗？”刘邦说：“没人知道。”“那韩信自己知道吗？ ”“也不知道。”陈平低头沉思了一会儿，又问：“陛下的军队比韩信的军队厉害吗？”刘邦回答：“不见得。
”陈平又问：“陛下手下的战将中，有谁在战场上能敌过韩信？”刘邦回答：“没有人能敌得过他。”陈平说：“军队实力不如韩信，将领又不是韩信的对手，现在您反而要出兵去打韩信；一旦引起战争的话。胜负就难以预料了。这样做我真是很为陛下担心啊！”刘邦一听，十分着急，连忙问有没有什么稳妥的办法。陈平说：“古时，天子常常在全国各地巡行，会见各地的诸侯。
南方有一个地方叫云梦大泽。陛下装作出游云梦泽，要在陈州会见各路诸侯。陈州在楚地西界，韩信听到天子出游，又到了他的地盘上，他当然会来谒见。当他谒见陛下的时候，您便可以把他抓起来。这样就不用派兵，只需一个武士就足够了。”刘邦依计行事；韩信果然在路中央迎接。刘邦便让埋伏下来的武士将韩信捆得结结实实，投入囚车中。
刘邦既能把权力授予韩信，同样也能够收回，这就是权力游戏的规则。 后来刘邦把韩信贬为淮阴侯，留居京城，不让他到外地任职，韩信也就不能再有所作为了。由侯变死囚，只缺一个理由韩信被贬为淮阴侯之后，深知高祖刘邦畏惧他的才能，从此常常装病不参加朝见或跟随出行。在家中闷闷不乐，对于和绛侯周勃、颍阳侯灌婴等处在同等地位感到羞耻。
有一次韩信去拜访樊哙，樊哙行跪拜礼恭迎恭送，并说：“大王竟肯光临臣下家门，真是臣下的光耀。”，韩信出门后，笑道：“我这辈子居然同樊哙等同列！”韩信在被刘邦软禁期间，最多的时间便是与张良整理很多的兵家书籍，总共整理出来一百八十二家，并著有《韩信》兵法三篇 。而刘邦也常来陪韩信聊天，有次谈论各位将军才能的高下。
刘邦问韩信：“像朕的才能可以统率多少兵马？”，韩信说：“陛下不过能统率十万”。刘邦说：“你怎么样？”，韩信回答说：“臣是越多越好。”刘邦笑着说：“你越多越好，为什么还被朕辖制？”， 韩信说：“陛下不善于统领士卒而善于领导将领，这就是臣被陛下辖制的原因。况且陛下是上天赐予的，不是人力能做到的。”汉高祖十年，陈豨起兵造反，刘邦率兵前去平乱。
吕后与萧何密谋，伪报陈豨已死，在韩信前来祝贺时趁机擒获，以有人密告他与陈豨共谋，将韩信于长乐宫以五刑处死（先文面，割鼻，砍断左右趾，再用荆条抽打致死，枭首示众，最后大庭广众之下将尸体剁成肉酱），并株连三族。韩信自感未曾负君却落此下场，叹曰：“当初不曾听蒯彻之言，今日才会被人算计。”后世人称“生死一知己（萧何），存亡二妇人（漂母、吕后）”、“成也萧何，败也萧何”。
刘邦平定陈豨，班师回朝，得知韩信已死，既庆幸消除威胁，也为韩信的死感到惋惜。韩信死于非命，还被夷灭三族，的确够悲惨！功高震主就一定要死吗？韩信是被自己害死的！所有的大一统的王朝都是打出来的，都是在群雄并立的惨烈搏杀中挺到最后的，因此，古往今来，功高震主者太多了。可是他们未必一定以非自然死亡为人生结局，韩信同时代的萧何、张良、曹参；东汉初年的诸多功臣；唐朝初年李靖等人；明朝初年的徐达，等等。
其实韩信有两次机会可以避免被五刑和夷三族的悲剧结局。第一个机会在于采纳蒯彻（即蒯通）的计策，拥兵自立。蒯彻，辩才无双，善于陈说利害，曾为韩信谋士，并曾经劝说已受命于刘邦、并正在征讨各地方割据势力时的韩信拥兵自立，却不成功。如果拥兵自立即便不能一统天下，也不至于最后的悲惨命运。 第二个机会在于降为侯之后的自保之道。
