Ngô Cảnh Đế phong Tôn Lâm làm thừa tướng, gia phong cho Tôn Lâm thêm 5 huyện làm thực ấp và cho các anh em ông tước hầu. Quyền hành nhà Tôn Lâm khuynh đảo triều đình. Tuy nhiên, trước sự chuyên quyền của Tôn Lâm, Ngô Cảnh Đế cũng không bằng lòng và muốn trừ khử.

Tôn Lâm mang rượu thịt vào cung muốn bày tiệc với Cảnh Đế nhưng Cảnh Đế từ chối. Ông bèn mang rượu thịt sang nhà Trương Bố (張布, con Trương Chiêu) và phàn nàn với Trương Bố về sự từ chối của vua Ngô. Trương Bố tâu lại với Cảnh Đế về sự bất mãn của ông. Cảnh Đế bắt đầu đối phó với Tôn Lâm dù bề ngoài vẫn vui vẻ.

Ít lâu sau Tôn Lâm kiến nghị Ngô Cảnh Đế dời đô từ Kiến Nghiệp (Nam Kinh hiện nay) và xây dựng kinh đô mới ở Vũ Xương (nay là Hạ Khẩu, Hồ Bắc). Cảnh Đế chấp thuận, nhưng trong lòng đoán ông sẽ chiếm Vũ Xương để nổi loạn. Vì vậy Cảnh Đế bàn với Trương Bố và lão tướng Đinh Phụng giết ông vào ngày lễ lạp bát (ngày 8 tháng chạp).

Dù ý định lật đổ Tôn Lâm lộ ra ngoài, ông vẫn đến dự lễ và bị quân lính của Đinh Phụng, Trương Bố bắt giữ. Ông xin Cảnh Đế được đi đày ở Giao Châu (Bắc và Trung Việt Nam hiện nay), nhưng Cảnh Đế từ chối, vì ông đã không cho Đằng Dận và Lã Cứ lựa chọn đó. Ông cùng những người cùng cánh bị xử tử. Năm đó Tôn Lâm 28 tuổi.

Sau khi Tôn Lâm mất, có tới 5000 người Đông Ngô đốt pháo ăn mừng[1]