Năm 314, Thạch Lặc dùng mưu lừa giết Vương Tuấn, chiếm thêm được U châu và Ký châu. Khi đó các thành trì phía bắc của nhà Tây Tấn, ngoài Tấn Mẫn Đế với lực lượng phò trợ yếu ớt của Sách Lâm và Cúc Doãn ở Trường An, chỉ còn Lưu Côn ở Tinh châu là đáng kể. Bản thân Thạch Lặc sau khi diệt được Vương Tuấn cũng bắt đầu ly khai chính quyền Hán Triệu của Lưu Thông.

Lưu Côn muốn dựa vào Thác Bạt Ỷ Lư để diệt Ngũ Hồ, nhưng tình hình sau đó xấu đi. Bộ tướng của Ỷ Lư là Bộ Tạp Hồ (người Hồ không cùng giống Tiên Ty) có hơn vạn hộ dưới quyền muốn làm phản Ỷ Lư theo Thạch Lặc. Ỷ Lư phát giác và tiêu diệt Bộ Tạp Hồ, nhưng cũng vì vậy phải phân tán lực lượng dẹp loạn, không hỗ trợ được cho Lưu Côn.

Năm đó Thạch Lặc mang quân đánh Lạc Bình[6]. Thái thú Hàn Cứ nhà Tấn cầu cứu Lưu Côn. Ông muốn mang quân lại cứu, nhưng các tướng Cơ Đạm, Vệ Hùng nhận thấy tuy các thuộc hạ mới (do Ỷ Lư cấp cho) là người Tấn cũ nhưng đã quen tục Tiên Ty và không dễ chỉ huy ngay, bởi vậy nên cố thủ cho đến khi lấy được lòng quân sĩ mới giao chiến. Lưu Côn không tán thành, nhất định ra quân cứu Hàn Cứ. Quân Tấn bị quân Yết của Thạch Lặc đánh bại. Các tướng Vệ Hùng, Cơ Đạm bỏ chạy lên đất Đại theo Thác Bạt Ỷ Lư như trước, còn Hàn Cứ cũng bỏ thành chạy.

Lưu Côn chạy về giữ Tấn Dương. Quân Yết tấn công, tới tháng 12, Tấn Dương thất thủ. Ông chạy qua cửa ải Phi Hồ tới U châu theo tộc họ Đoàn người Tiên Ty. Vì sau khi Thạch Lặc diệt Vương Tuấn chiếm U châu đã sai Lưu Hàn là tướng cũ nhà Tấn giữ U châu, nhưng Lưu Hàn không muốn theo người Yết nên phản lại Lặc, đầu hàng Đoàn Thất Đạn. Họ Đoàn tiếp quản U châu và đón Lưu Côn.

Năm 316, Trường An thất thủ, vua Tấn Mẫn đế bị quân Hán Triệu bắt. Thác Bạt Ỷ Lư ở đất Đại cũng qua đời, nội bộ có tranh chấp nên Lưu Côn không thể trông cậy được. Ông muốn hợp tác với họ Đoàn để thảo phạt Thạch Lặc. Năm 317, ông cùng Đoàn Thất Đạn ăn thề, kết nghĩa anh em, thảo hịch văn phát đi các nơi. Ông sai cháu vợ là Ôn Kiều đi Kiến Khang khuyên Lang Nha vương Tư Mã Tuấn lên ngôi hoàng đế. Ông dặn Ôn Kiều:

Tuy nhiên nội bộ họ Đoàn nảy sinh chia rẽ. Đoàn Mạt Phôi sau lần đi đánh Thạch Lặc giúp Vương Tuấn bị Thạch Lặc bắt sống nhưng không giết mà thả về đã mang ơn họ Thạch, khuyên anh Đoàn Thất Đạn là Đoàn Tật Lục Quyến và chú Thất Đạn là Đoàn Thiệp Phục Thần không nên theo lệnh Thất Đạn mà chống họ Thạch. Vì vậy quân sĩ dưới quyền không thống nhất.

Năm 318, Tư Mã Tuấn lên ngôi ở Giang Nam, tức là Tấn Nguyên Đế. Năm ấy Đoàn Tật Lục Quyến chết, Thất Đạn đưa tang tới Liêu Tây. Đoàn Mạt Phôi mang quân đón đánh, đánh bại Thất Đạn. Con Lưu Côn là Lưu Quần đi theo Thất Đạn, bị Mạt Phôi bắt.

Mạt Phôi hậu đãi Lưu Quần, ưng thuận để Lưu Côn là thứ sử U châu, viết một lá thư mật gửi cho ông, khuyên ông làm nội ứng giết Thất Đạn. Lưu Quân được tha về U châu, trên đường về bị quân Thất Đạn bắt được, lục ra bức thư gửi cho Lưu Côn. Thất Đạn ban đầu không tin việc đó, nên mang thư cho Lưu Côn xem và nói:

Nhưng sau đó em Thất Đạn là Đoàn Thúc Quân lại gièm pha rằng: người Tấn khó tin cậy, nên trừ đi. Thất Đạn nghe theo, bèn bắt giam Lưu Côn. Con em ông sợ bị tàn sát bèn đóng cửa cố thủ, bị Thất Đạn đánh và bắt giết. Thủ hạ của ông cũng mưu khởi sự lật đổ Thất Đạn nhưng cũng bị phát giác và bị dẹp.

Tháng 5 năm 318, ông bị Đoàn Thất Đạn giết ở U châu, năm đó 48 tuổi.