Đến năm 459, đã xuất hiện nhiều tin đồn cho rằng Lưu Đản sẽ nổi loạn hoặc Hiếu Vũ Đế có hành động chống lại Lưu Đản, và đáp lại, Lưu Đản đã lập nên tuyến phòng thủ hùng mạnh xung quanh Quảng Lăng. Trong khi đó, theo các tấu trình về các tội của Lưu Đản (do chính Hiếu Vũ Đế xúi giục), Hiếu Vũ Đế đã ban một chiếu chỉ giáng Lưu Đản xuống tước hầu, và cùng lúc đó đã cử tướng Viên Điền (垣闐) và Đới Minh Bảo thực hiện một cuộc tấn công bất ngờ vào Giang Lăng. Tuy nhiên, khi họ đến gần, Lưu Đản đã phát hiện ra và tiến hành phản kích, giết chết Viên Điền. Lưu Đản bố cáo thiên hạ rằng Hiếu Vũ Đế có các mối quan hệ loạn luân (trong đó có một điểm được một số sử gia tin là đúng, đó là Hiếu Vũ Đế đã có mối quan hệ loạn luân với mẹ ruột là Lộ Thái hậu). Điều này đã chọn giận Hiếu Vũ Đế, và ông đã cho tàn sát gia đình các thuộc hạ của Lưu Đản.

Hiếu Vũ Đế cử Thẩm Khánh Chi đi đánh Lưu Đản, Thẩm đã bao vây Quảng Lăng sau khi cắt đứt tuyến đường Lưu Đản phải sử dụng nếu muốn chạy trốn sang Bắc Ngụy. Lưu Đản trong một thời gian ngắn đã bỏ Quảng Lăng và tìm đường chạy trốn, song do nghe theo lời của các thuộc hạ nên Lưu Đản đã quay trở lại Quảng Lăng và thủ thành. Trong khi đó, Hiếu Vũ Đế cũng cho rằng Nhan Thuân đã tiết lộ các hành động thiếu thận trọng của mình, ông liền vu cáo Nhan Thuân là đồng sự với Lưu Đản trong cuộc phản loạn này, rồi buộc Nhan phải tự sát, Hiếu Vũ Đế cũng hạ lệnh giết chết tất cả các thành viên là nam giới trong gia đình của Nhan sau khi Nhan chết. Sau khi Thẩm Khánh Chi chiếm được Quảng Lăng và giết chết Lưu Đản, theo lệnh của Hiếu Vũ Đế, hầu hết cư dân Quảng Lăng đã bị thảm sát.

Một người em có tính khí bốc đồng của Hiếu Vũ Đế là Hải Lăng vương Lưu Hưu Mậu (劉休茂), ông ta đồng thời là thứ sử Ung Châu. Năm 461, Lưu Hưu Mậu tức giận trước việc các quan giao tế là Dương Khánh (楊慶) và Đới Song (戴雙) và quan võ Dữu Thâm Chi (庾深之) kiềm chế quyền lực của mình, Lưu Hưu Mậu đã tiết hành nổi loạn song đã bị chính các thuộc hạ của mình dập tắt. Biết rằng Hiếu Vũ Đế ngày càng trở nên nghi ngờ tất cả các em trai, chú vua là Lưu Nghĩa Cung (lúc này là thái tể, tư đồ và trung thư giám) đã đề xuất về việc cấm các thân vương được sở hữu vũ khí, cấm làm thứ sử tại các châu biên giới và cấm kết giao với những người không phải là thành viên trong gia đình của họ. Tuy nhiên, do phản đối của Thẩm Hoài Văn (沈懷文), đề xuất của Lưu Nghĩa Cung đã không được thực hiện.

Năm 462, một ái thiếp của Hiếu Vũ Đế là Ân thục nghi qua đời (Hầu hết các sử gia tin rằng Ân thục nghi thực ra là một con gái của Lưu Nghĩa Tuyên, và bà chính thức được phong làm phi thần sau cái chết của Lưu Nghĩa Tuyên song mối quan hệ loạn luân được che giấu bằng cách tuyên bố bà xuất thân từ gia đình của một viên quan tên là Ân Diễm (殷琰), song một số tin rằng Ân thục nghi thực sự là một thành viên của Ân gia và sau đó được đưa vào nhà Lưu Nghĩa Tuyên). Hiếu Vũ Đế đã rất thương tiếc bà, đến nỗi ông đã không thể xử lý các công việc của đất nước. Hiếu Vũ Đế đã cho xây dựng một lăng mộ và đền thờ tráng lệ cho bà, các công trình này đã tiêu tốn nhiều nhân công cưỡng bức.

Năm 464, Hiếu Vũ Đế qua đời, và kế vị ông là con trai Lưu Tử Nghiệp (tức Tiền Phế Đế). Sử gia Tư Mã Quang đã viết trong Tư trị thông giám về những năm trị vì cuối cùng của Hiếu Vũ Đế:

Vào cuối triều đại của mình, [Hiếu Vũ Đế] đặc biệt tham lam. Bất kỳ khi nào các thứ sử hay các thái thú dời khỏi trị sở và hồi kinh, hoàng đế bắt họ phải nộp đủ lượng triều cống, và cũng đánh bạc không ngừng với họ cho đến khi ông giành được chiến thắng đối với lượng tài sản của họ. Ông thường xuyên uống rượu và ít khi tỉnh táo, song các phản ứng của ông là nhanh chóng. Ông thường ngủ trong trạng thái ngẩn ngơ trên ghế của mình, song nếu như có đệ trình khẩn cấp từ các bá quan, ông có thể tự đánh thức mình nhanh chóng và trở nên cảnh giác trong khi không có dấu hiệu nào của việc say xỉn. Do đó, các bá quan đều sợ hãi ông và không dám ăn không ngồi rồi.