Do cha ông là Lưu Trường bị Hán Văn Đế giết chết, nên Lưu An vẫn mang lòng thù hận nhà Hán, muốn phản nghịch tiếm ngôi. Năm Kiến Nguyên thứ hai đời Hán Vũ Đế (139 TCN), Lưu An vào triều yết Vũ Đế, nhân đó liên kết và lấy lòng các đại thần trong triều. Sau đó, ông tiếp đãi nhiều tân khách, thi hành ân đức trong ngoài để thu phục lòng người.

Năm Kiến Nguyên thứ sáu (135 TCN), tuệ tinh xuất hiện trên bầu trời, Lưu An nghe lời biện thuyết của học sĩ, cho rằng thiên hạ sắp có đại biến, mà Vũ Đế lại chưa có con trai, nên ngôi thái tử bỏ trống, các chư hầu sẽ có cơ hội chiếm ngôi, bèn tích cực chuẩn bị quân lương khí giới, trích tiền ban phát cho kẻ sĩ trong thiên hạ. Nhiều biện sĩ đến Hoài Nam, khua môi xu nịnh cũng làm Lưu An hài lòng và thưởng tiền bạc cho chúng. Lưu An còn có con gái là Lưu Lăng, có tài hùng biện, được ông yêu quý, có lần cũng đến Trường An liên kết với đại thần trong triều.

Năm Nguyên Sóc thứ ba (126 TCN), Lưu An đã già, Vũ Đế ban cho ông trượng và cho phép không phải vào triều kiến. Trong nước, Lưu An lập người con trai nhỏ của mình là Lưu Thiên, do vương hậu sinh ra, làm thái tử. Triều đình nhà Hán đem gả con gái của Tu Thành Quân Kim Tục, cháu Hoàng thái hậu nhà Hán[3] cho thái tử Thiên, lập làm thái tử phi. Lưu An sợ thái tử phi biết việc mưu phản của mình, nên ra sức ngăn cản thái tử Thiên tiếp cận thái tử phi, sau thái tử phi không chịu được, bèn rời khỏi Hoài Nam, về Trường An. Trong cung, Vương hậu và thái tử cùng công chúa Lưu Lăng được sủng hạnh, nên làm nhiều điều trái phép, cướp ruộng đất của dân...

Năm Nguyên Sóc thứ năm (124 TCN, thái tử Thiên học dùng kiếm, nghe Lang trung Lôi Bị giỏi về việc này, bèn triệu đến để xem. Bị từ chối nhiều lần, Thái tử Thiên rất giận còn Bị đâm ra lo sợ. Sau đó Bị nhân triều đình Trường An tuyển quân đánh Hung Nô, giữa đường Bị chết ở Trường An. Triều đình nhà Hán sai người đến điều tra Lưu An, Lưu An lo sợ, muốn phát binh tạo phản ngay, nhưng còn do dự chưa quyết suốt mười ngày. Thái tử Thiên khuyên ông nên nhân cơ hội này, giết trung úy do Hán đế cử đến rồi khởi binh. Tuy nhiên sau đó Lưu An không làm theo.

Công khanh nhà Hán tâu lên Vũ Đế xin phế tước vương của Lưu An, Vũ Đế không đồng ý, sau đó lại xin tước 5 huyện, Vũ Đế chỉ ra lệnh xá tội cho Lưu An, tước 2 huyện thực ấp.