提议将晁错满门抄斩，以向天下谢罪。此时的汉景帝已下定决心牺牲晁错，于是批准了这道奏章。随后，晁错在毫不知情的情况下，被召往东市（汉代长安的主要市场，也是处决犯人的场所），以“腰斩”之刑处死，其家族成员也被一并诛杀。汉景帝本以为诛杀晁错后，叛军会如约退兵，却没想到这一举措反而让局势更加恶化。
杀死晁错后，袁盎立即出使吴国，面见吴王刘濞，传达汉景帝“诛杀晁错、请求退兵”的意愿。但此时的刘濞早已不满足于“诛杀晁错”，他见汉景帝轻易处死了主张削藩的核心人物，认为景帝软弱无能，更加坚定了“夺取天下”的野心。于是，刘濞公然拒绝退兵，甚至自称“东帝”，与西汉中央政权分庭抗礼，并拒绝接见袁盎。直到此时，汉景帝才彻底醒悟——叛军的真实目的是推翻中央统治，而非“清君侧”，诛杀晁错不过是自己的一厢情愿。悔恨之下，汉景帝终于下定决心以武力镇压叛乱，随即任命太尉周亚夫为全军统帅，率领三十六位将军领兵抵御吴楚联军（叛乱的主力）；同时，派遣曲周侯郦寄领兵攻打赵国，栾布领兵进攻齐地的四国叛军；又任命大将军窦婴驻屯荥阳（今河南荥阳，是中原地区的战略枢纽），监视齐、赵两地叛军的动向，防止他们相互支援，形成了一套全面的平叛军事部署。