梁国城池防守严密，吴兵无法西进，转而奔向周亚夫的军队。
周亚夫坚守壁垒，不肯与战，私下却趁机轻兵南下，夺取泗水入淮之口，断绝了叛军的粮道。
吴军断粮，士兵饥饿，几次挑战未果，于是夜里袭击周亚夫军营，佯攻东南面，周亚夫命令于西北面守备。
吴兵果然从西北强攻，未能攻破，吴兵大败，士兵多半饿死或投降走散，周亚夫率军追击，大破吴、楚联军。
吴王与其麾下壮士数千人乘夜逃走，渡过淮河逃至丹徒（今江苏镇江），退守东越，并派人招集残兵。
汉廷派人以利引诱东越，东越王骗吴王出去慰劳军队，用矛戟刺死吴王，献其头于汉朝。吴军溃散后，楚王刘戊自杀而死。
平定叛乱
在齐地，胶西王、胶东王、淄川王围攻齐都临淄，三月不下。
汉将栾布率军进逼，三王便退兵回到封国。胶西王回国后，其子刘德建议袭击汉军，不成则逃到海上，胶西王不听。
到汉营请罪，韩颓当斥责他阴谋叛乱，宣读诏书，胶西王自杀而死。胶东王、菑川王、济南王也都伏法被诛。
在赵地，郦寄领兵进攻赵国，赵王刘遂坚守邯郸，郦寄久攻不下。
匈奴得知吴楚兵败，也不肯出兵相助。
栾布平定齐地诸国后，还军与郦寄会师，水淹邯郸城，邯郸城破，赵王刘遂自杀。
济北王刘志被国中郎中令劫持，未能发兵参与叛乱，所以赦而未杀，而是被徙居菑川。
齐王刘将闾为朝廷守城有功，但是他曾拟夺取帝位，后来还参预过七国之乱的策划，特别是在被围困时又与胶西王等通谋，因此不能见容于汉，被迫自杀。
结果
七国之乱，西汉中央政权获得了绝对胜利。
这次叛乱，从汉景帝三年（前154年）正月开始，到三月即被平息，七王皆死。
参加叛乱的七国，除保存楚国另立新王外，其余六国皆被废除。