Tạm dẹp được các cựu thần nhà Lý nhưng chính nội bộ của Tô Trung Từ cũng không yên ổn. Bộ tướng của ông là Nguyễn Tự muốn giết con rể ông là Nguyễn Ma La và định phản ông. Tướng dưới quyền của Tự là Nguyễn Giai báo cho Trung Từ biết. Ông bèn tước binh quyền của Nguyễn Tự. Tự sợ hãi bỏ trốn sang Quốc Oai và sau này cát cứ tại đây.

Tình hình tạm yên, Tô Trung Từ lại sa vào thanh sắc. Ông say mê công chúa Thiên Cực là vợ của quan nội hầu Vương Thượng và là người từng quan hệ bất chính với gian thần Phạm Du trước đây. Một đêm tháng 6 năm 1211, ông sang Gia Lâm tư thông với công chúa Thiên Cực, bị Vương Thượng bắt quả tang và giết chết. Theo luật pháp nhà Lý khi đó, nếu nam nữ tư thông mà bị bắt quả tang thì người chồng có thể giết tình địch mà không bị tội.

Sau khi ông chết, kinh thành hỗn loạn. Con rể ông là Nguyễn Ma La thấy cha vợ bị giết, thế cô, bèn mưu dựa vào họ Trần. Ma La sang nói với Trần Thừa, xin tiến binh dẹp yên ấp Khoái. Nguyễn Ma La cùng với vợ là Tô thị (em họ Tự Khánh) lên thuyền sang đạo Thuận Lưu để gặp bộ tướng của Tô Trung Từ là Nguyễn Trinh thì bị Nguyễn Trinh giết rồi cướp lấy Tô thị đem về. Tô thị sai người tố cáo với Trần Thừa. Trần Thừa bèn sai Tô thị dụ được Trinh và giết chết. Lực lượng của Tô Trung Từ tan rã hoàn toàn.

Trần Tự Khánh nhân lúc Ma La kéo đi, kinh thành bỏ trống, lập tức mang quân về kinh sư và an táng Tô Trung Từ ở làng Hoạch. Từ đó, chiến sự giữa các sứ quân ngày càng ác liệt và cuối cùng đánh dấu bằng sự thắng thế của Trần Tự Khánh cùng sự khống chế triều đình nhà Lý của anh em họ Trần.