吴王刘濞从他的国都广陵（今江苏扬州西北）出发，亲率20万人，统合各路诸侯，浩浩荡荡渡过淮河北上。他的战略是，以南越兵攻占长沙以北地区，再西趋巴、蜀、汉中；东瓯、楚、淮南、济北诸王会同吴军西取洛阳；齐、菑川、济南、济北诸王与赵王先攻占河间（今河北献县东南）、河内（今河南武涉西南），再或入临晋关（今陕西大荔东），或与吴军会师洛阳；燕王北取代郡、云中后，再联合匈奴南下，经萧关（今宁夏固原东南）迂回；吴王率吴、楚军，与齐、赵等会师，直捣长安。
他的如意算盘打得很好，然而南越不肯发兵相从，匈奴迟迟不动，各地诸侯除了原先联络定的六国外，其它也都作壁上观，暂时不肯表明态度。尤其是吴、楚联军进入河南地区以后，就遭遇到梁王的顽强抵抗。梁王刘武是景帝的亲弟弟，当然不能容许叛军轻易通过自己的领地。刘濞在棘壁（今河南永城西北）一战，歼灭梁军数万人，刘武退守睢阳（今河南商丘东南）。
晁错才死不久，谒者仆射邓先就从前线回来，觐见景帝。景帝问他：“闻晁错死，吴楚罢不？”邓先回答：“吴王准备造反已经数十年了，愤怒陛下削藩，请诛杀晁错，都不过借口而已。您这个举措一下，我怕从此天下之士都闭上嘴巴，不敢再进忠言了。”
景帝大惊，询问缘由，邓先回答说：“晁错担心诸侯强大，难以制约，所以请求削藩，以加强中央权力，这是对子孙万事都有利的大计。结果计划才刚开始实行，陛下就杀了晁错，这对内封住了忠臣进谏之口，对外是为反叛的诸侯们报仇。我个人以为您不应该这样做。”景帝默然良久，才说：“你说得对，我也有点后悔。”
袁盎捧着晁错的人头前往吴营议和，反被刘濞扣押，千辛万苦才得以逃归长安。景帝听到刘濞确实不肯退兵的消息，这才最终梦醒，深悔自己不该害死晁错。然而后悔药是没处去吃的，既然议和不成，那就只有奋起一战了。以谁为将好呢？他想到了周勃的儿子周亚夫。
文帝后六年（前158），匈奴6万精骑侵入上郡、云中，逼近长安。文帝匆忙派令免、苏意、张武率军防守飞狐（今河北尉县东南60里）、句注、北地，派周亚夫、刘礼、徐厉屯兵长安附近的细柳、灞上和棘门，以拱卫京师。为了鼓舞士气，文帝亲往各营劳军，等到了细柳营，却被军门都尉拦住。都尉说：“军队中只遵将令，不遵天子的诏命。”
等了一会儿，才听见周亚夫在里面大喊：“开壁门。”劳军时，只见军容严整，周亚夫身披铠甲，手持兵器，长揖不拜，说：“穿甲无法跪拜，请以军礼觐见陛下。”文帝慨叹说：“这才是真将军！我去看过棘门、灞上的驻军，都像儿戏一般，那里的将军遭受一次袭击就可能被俘虏，而像周亚夫这样的，有人敢来袭击他吗？”
文帝就此对周亚夫留下了深刻的印象，临终前还关照太子刘启：“即有缓急，周亚夫真可任将兵。”现在吴、楚乱起，景帝想起了父亲的话，就拜周亚夫为太尉，统率汉军主力出击，同时派曲周侯郦寄去袭击赵国、栾布去袭击齐国，任窦婴为大将军，集兵于战略要地荥阳（今河南荥阳东北），支援各路官军。
这个计划相当稳妥，因为叛军主力只有吴、楚两国而已——原本答应举事的齐王临时背盟，据城自守，济北王则被朝廷派去的官员监视了起来，无法出兵，胶东、胶西、菑川、济南等四王因此改变了进攻洛阳与吴、楚会师西进长安的计划，转而去进攻齐国都城临淄（今山东临淄北）——只要击败吴、楚联军，叛乱即可一鼓荡平。
此时梁王刘武困守睢阳，形势十分危急，他数次遣人突围而出，来长安求请援军。景帝想命周亚夫即刻前往救援，周亚夫却说：“楚兵非常精锐，难以正面对敌，不如任由吴、楚去进攻梁国，梁王既忠心又勇敢，定可将敌阻挡在睢阳城下。我出奇兵断敌粮道，就可以制服他们。”
景帝汲取了杀晁错的教训，既然把军事全权交给了周亚夫，就不再掣肘或者怀疑他，让他放手去干。于是周亚夫不走潼关、洛阳大路，却秘密取道蓝田、武关，再突出洛阳，驻军昌邑（今山东金乡西北），坚壁不战，和睢阳呈犄角之势，把叛军主力牢牢锁住。
刘濞顿兵坚城之下，长久不能攻克，粮道又被周亚夫派骑兵部队奇袭切断，士气逐渐低落。周亚夫这才进至下邑（今安徽砀山），但仍坚守不出。吴、楚联军被迫转身猛攻下邑，又不能攻克，士卒逃散的很多。三月，周亚夫以强击弱，以逸攻疲，大破叛军。楚王刘戊自杀，刘濞逃到江南，被东瓯王在汉军的威逼下诱杀。
同时在山东战场，栾布联合齐军击破四国叛军，胶西王自杀，其余三王被杀。河北方面，赵王刘遂还在和匈奴联络的过程中，都城邯郸就被郦寄团团包围起来，栾布平定山东后北上与郦寄会师，终于灭亡赵国。
经过三个月的时间，这场来势汹汹的叛乱，就被彻底平定。景帝回想往事，更感觉晁错所言，句句都是金玉。