Sau khi Hạng Vũ đã bị phá, Lưu Bang lập tức đoạt lấy quân của Tề Vương Tín lần thứ hai (sau lần ở thành Tu Vũ).

Hàn Tín vừa lập được công xong lập tức bị tước binh quyền. Tới tháng 1 năm 202 TCN, Lưu Bang dời Tề Vương Tín làm Sở Vương, đóng đô ở Hạ Bì. Lưu Bang lên ngôi hoàng đế, lập ra vương triều Đại Hán, tức là Hán Cao Đế.

Hàn Tín về nước, cho gọi bà giặt vải đã cho mình ăn để thưởng ngàn vàng. Rồi ông lại gọi người thanh niên đã bắt mình luồn qua háng cho làm trung úy nước Sở. Mọi người ngạc nhiên, ông nói với các tướng văn võ:

Hắn là tráng sĩ đấy, lúc hắn làm nhục ta, ta có phải không giết được hắn đâu? Nhưng giết hắn thì không có danh nghĩa gì.

Viên tướng bỏ trốn của Hạng Vương là Chung Ly Muội nhà ở núi Y Lư, vốn chơi thân với Tín. Sau khi Hạng Vương chết, Muội bỏ trốn về với ông. Hán Cao Đế truy lùng Muội, nghe nói Muội ở Sở, ra chiếu cho Sở Vương bắt Muội.

Năm 201 TCN, có người đưa thư lên báo Sở Vương Tín làm phản. Cao Đế dùng mưu kế của Trần Bình, giả cách thiên tử đi tuần thú hội họp chư hầu. Ở phương Nam có đất Vân Mộng, Hán Đế bèn sai sứ báo cho chư hầu sẽ họp ở đất Trần: Ta sẽ đi chơi Vân Mộng, kỳ thực vua Hán muốn bắt Hàn Tín, nhưng ông không biết.

Cao Tổ sắp đến Sở, Hàn Tín lo lắng vì chứa Chung Ly Muội trong nhà. Có người khuyên ông chém Muội để ra mắt nhà vua thì sẽ khỏi tội.

Ông bèn đến gặp Muội nói về việc ấy, Muội nói:

Nhà Hán sở dĩ không dám đánh lấy Sở là vì Muội ở nhà ông. Nay ông muốn bắt ta để nịnh nhà Hán, thì ta hôm nay chết nhưng ông cũng chết theo như trở tay mà thôi.

Rồi Muội mắng Hàn Tín:

Nhà ngươi không phải bậc trưởng giả!

Sau đó đâm cổ chết. Hàn Tín ôm đầu Muội ra mắt Lưu Bang ở đất Trần. Lưu Bang sai võ sĩ trói ông lại chở ở xe sau. Ông nói:

“

Đúng như người ta nói: "Thỏ khôn hết thì chó giỏi bị nấu, chim cao hết thì cung tốt bị cất, nước địch bị phá thì mưu thần hết đời". Thiên hạ đã bình định rồi, ta bị nấu là đáng lắm.

”

Lưu Bang đáp:

Người ta bảo nhà ngươi làm phản.

Rồi sai áp giải ông về kinh. Đến Lạc Dương thì tha tội cho ông, giáng phong làm Hoài Âm Hầu.

Ý kiến của các nhà nghiên cứu thống nhất rằng, Lưu Bang nghe theo các cận thần, hoặc tự đặt ra chuyện có người tố cáo Hàn Tín mưu phản để lấy cớ bắt ông mang về kinh quản thúc và giáng chức, kỳ thực Hàn Tín không có tội. Vì vậy khi đưa Hàn Tín từ nước Sở về kinh, lập tức Lưu Bang hạ lệnh tha ông do ông không còn binh quyền trong tay để đe doạ ngai vàng của Lưu Bang[cần dẫn nguồn].

Cái chết

Lúc thung dung nói chuyện với Hàn Tín về tài năng của các tướng, xem tài năng họ như thế nào, Lưu Bang hỏi ông:

Như ta thì có thể cầm được bao nhiêu quân?

Hàn Tín nói:

Bệ hạ chẳng qua chỉ cầm được mười vạn.

Lưu Bang lại hỏi:

Thế còn nhà ngươi thì cầm được bao nhiêu?

Hán Tín trả lời:

Thần thì càng nhiều càng tốt.

Lưu Bang cười nói:

Càng nhiều càng tốt thì sao lại bị ta bắt?

Hán Tín đáp:

Bệ hạ không có tài cầm quân, nhưng có tài cầm tướng, vì vậy cho nên Tín mới bị bệ hạ bắt.

Sau lần đó, Lưu Bang càng sợ tài của Tín và quyết trừ khử cho được.

Sử ký Tư Mã Thiên ghi đại ý: "Năm 196 TCN, Trần Hy làm phản. Lưu Bang thân hành làm tướng, đem quân đi đánh. Hàn Tín mưu tập hợp người nhà làm phản ở kinh đô để làm nội ứng cho Trần Hy. Nhưng vì có người môn hạ có tội với Hàn Tín bị ông bỏ tù, muốn giết đi nên em của người này ra đầu thú báo tin với triều đình, tố cáo ông muốn làm phản".

Lã Hậu muốn gọi Hàn Tín vào, nhưng sợ ông không đến, nên bàn với tướng quốc Tiêu Hà, giả vờ sai người từ ngoài chiến trường chỗ Lưu Bang trở về báo tin rằng: Trần Hy đã chết, các chư hầu, các quan đều đến mừng. Tiêu Hà lừa Hàn Tín rằng:

Tuy ngài ốm, cũng xin cố gắng vào mừng.

Hàn Tín theo Tiêu Hà vào cung, Lã Hậu lập tức sai võ sĩ trói ông, rồi mang chém ở nhà treo chuông trong cung Trường Lạc. Lúc sắp bị chém, Hàn Tín nói:

“

Ta hối hận không dùng mưu kế của Khoái Triệt, cho nên mới bị bọn đàn bà con nít lừa dối. Há chẳng phái là vì trời muốn thế hay sao?

”

Lã Hậu bèn giết cả ba họ nhà Hàn Tín. Sau khi Lưu Bang đã dẹp xong quân của Trần Hy trở về kinh đô, thấy ông đã chết nhà vua vừa mừng vừa thương.

Tiêu Hà trước kia là ân nhân của Hàn Tín, ra sức tiến cử ông với Lưu Bang, nhưng cuối cùng lại chính Tiêu Hà lừa ông vào cung cho Lã Hậu giết. Bởi vậy đời sau nói rằng Hàn Tín làm nên sự nghiệp nhờ bởi Tiêu Hà mà chết cũng do tay Tiêu Hà.

Nghi án lịch sử

Theo các nhà nghiên cứu, triều đình kết tội ông đồng mưu với phản thần Trần Hy làm nội gián, nhưng thực ra đây chỉ là sự vu cáo. Hàn Tín không có tội mà đây là do Lưu Bang, Lã Hậu bày đặt vu hãm Hàn Tín do tài năng, công lao của ông quá lớn. Hàn Tín là người thực sự trung thành, đến mức ngu trung, với Lưu Bang, bởi Lưu Bang đã trọng dụng ông khi ông còn hàn vi, thất thế bên chính quyền Hạng Vũ. Cho nên, lúc Tín diệt Tề, thiên hạ 7 nước thì 6 đã theo Hán, nước Sở thế cô, Hạng Vũ sai thuyết khách đến dụ ông phản Hán nhưng ông không nghe. Mưu sĩ của ông là Khoái Triệt nhân đó cũng khuyên ông phản Hán để chia ba thiên hạ, nhưng Hàn Tín không nỡ.

Khi nắm hàng chục vạn binh hùng tướng mạnh trong tay như thế, Hàn Tín đã không hề có ý làm phản. Kể cả khi làm Sở vương, ông cũng giết bạn cũ Chung Ly Muội để chứng tỏ lòng trung thành, chứng tỏ ông không hề có ý phản Lưu Bang. Vì vậy, việc đặt điều nói rằng ông định tập hợp vài trăm nô tỳ mà làm phản thì quả là sự vu cáo vụng về, vì ông là nhà cầm quân lão luyện, không thể ngu muội làm một việc ngớ ngẩn để rước cái chết vào mình như vậy. Mà khi ông đã có ý làm phản thì sẽ không dám theo Tiêu Hà vào cung để cho Lã hậu bắt chém.

Sách Sử ký Chí nghi của Lương Ngọc Thắng nói:

“

Tín chết oan vậy! Những người hiền ngày trước đều thấy ông không có tội trạng gì tỏ ra làm phản chỉ có mấy lời tố giác vu vơ đấy thôi... Qua Sử ký, dựa vào giấy tờ làm án mà viết ra cũng thấy rõ là sai. Bữa cơm ngàn vàng, cởi áo nhường cơm, lẽ nào phụ bạc Cao Đế. Không nghe Thiệp, Thông[5], không giữ quân làm vua đất Tề thì thế nào cũng không làm liều khi nhà ở Hoài Âm. Không nghĩ đến việc liên kết các vua lớn như Kinh Bố, Bành Việt thì ắt không giao ước dễ dàng với viên tướng ở ngoài biên giới xa xôi[6]... Ai nghe lời nói "khi nắm tay đuổi người xung quanh ra", việc mưu phản chưa chắc lại sơ suất như vậy? Số người và năng lực bọn tôi tớ bao lăm, Tín tất không dùng họ một cách liều lĩnh. Mới hay Cao Tổ sợ Tín không phải một sớm một chiều, Trương Lương giẫm vào gót chân, ghé tai mà nói ở Vu Thai, Cao Tổ cướp binh phù, đoạt quân đội, bắt trói cũng chưa cho là vừa, giết cả họ mới mừng. Xét câu: "Dẹp xong quân Trần Hy trở về vừa mừng vừa thương", đủ rõ Tín không có tội mà chết.

”

Các sử gia đều nói Hàn Tín bị oan. Cái chết của ông cũng như cái chết của nhiều công thần khai quốc nhà Hán khác như Bành Việt, Anh Bố, v.v... đều có sự khuất tất, do những mưu đồ vu cáo, hãm hại của chính vợ chồng Lưu Bang và các cận thần như Trần Bình, Trương Lương. Công lao, tài năng của Hàn Tín quá lớn khiến cho Lưu Bang không bao giờ yên tâm và phải tìm cách trừ khử, đúng như nhận định của Khoái Triệt và Vũ Thiệp trước kia.

Không phải một mình Hàn Tín là nạn nhân của sự bạc bẽo của vua Hán. Cho tới trước khi Lưu Bang chết, tất cả các khai quốc công thần làm vua chư hầu đều bị giết hoặc bị đuổi, phế truất (như Hàn Vương Tín, Lương vương Bành Việt, Hoài Nam Vương Anh Bố, Yên vương Tang Đồ, thậm chí cả Yên vương Lư Quán là bạn chí thân, Triệu vương Trương Ngao là con rể v.v...) bởi những tội trạng không rõ ràng để thay vào là các hoàng tử nhà họ Lưu.

Dù trước ông đã có trường hợp đại phu Văn Chủng nước Việt bị vua Câu Tiễn đối xử tương tự, nhưng khi nhắc đến câu "Thịt thỏ hết chó săn bị mổ", người ta vẫn thường nhắc đến chuyện của ông.