后元二年（前87年），刘胥的父亲汉武帝去世，刘胥的幼弟
刘弗陵即位，是为
汉昭帝。
始元元年（前86年）二月，汉昭帝加封刘胥食邑一万三千户。
元凤五年（前76年）正月，刘胥进京朝拜汉昭帝，汉昭帝又加封刘胥食邑一万户（《汉书·昭帝纪》作食邑一万一千户），赐钱二千万、黄金二千斤（《汉书·昭帝纪》作黄金二百斤），赐给宝剑两柄、安车一辆、乘马八匹。
元平元年（前74年），汉宣帝
刘询即位。
本始元年（前73年）七月，汉宣帝封刘胥的四个儿子：刘圣、刘曾、刘宝、刘昌都为
列侯，又封刘胥的小儿子
刘弘为高密王。用来表彰和赏赐的东西都很厚重。
当初
汉昭帝在位时，刘胥见汉昭帝年少无子，有
觊觎帝位之心。而楚地崇巫信鬼，刘胥请来楚地女巫
李女须，让她下神诅咒。李女须哭泣说汉武帝的灵魂附在她的身上，周围的人都匍匐在地。李女须说我一定让刘胥当天子。刘胥赐给李女须很多钱，让她到巫山祈祷。
元平元年（前74年）四月，正巧汉昭帝去世，刘胥误认为是李女须祈祷灵验，说她是位了不起的巫师。并杀牛庆祝祈祷灵验。
元平元年（前74年）六月，昌邑王
刘贺被征召入京立为皇帝，刘胥又让巫师祈祷诅咒。昌邑王刘贺在位二十七天被废，刘胥越来越信任李女须等人，屡次赐给钱物。
汉宣帝即位时，刘胥说：“太子的孙子为什么反而能够被立为帝呢？”又令李女须像以前那样祈祷诅咒。另外刘胥的女儿是楚王
刘延寿王后弟弟的妻子，屡次互相馈赠礼物，私下通信。
地节元年（前69年）十一月，刘延寿因谋反自杀，审讯牵连到刘胥。汉宣帝下令不要治罪刘胥，还赐给他黄金前后共五千斤，其他器物也赏赐很多。刘胥又听说汉宣帝立了太子，对他的姬妾南等人说：“我终究不能立为天子。”于是才停止诅咒。
后来刘胥的儿子南利侯刘宝因杀人被剥夺爵位，回到广陵，与刘胥的姬妾左修通奸。事情被发觉，关进监狱，后来被诛杀。丞相暴胜之上奏剥夺刘胥的射陂草田，分给贫民，奏折得以批准。刘胥又让巫师像以前一样诅咒。
五凤四年（前54年）正月，刘胥诅咒之事被发觉，有关官员追查此事，刘胥非常害怕，为了灭口，毒死巫师与宫人二十多人。公卿请求诛杀刘胥，汉宣帝派
廷尉、
大鸿胪前往审讯。刘胥谢罪说：“罪该万死，这些罪状，确实都有。不过事情已过很久，请允许我回去仔细想想再全部招供。”刘胥见过使者后回宫，在显阳殿设置酒宴，与太子刘霸及女儿刘董訾、刘胡生等夜饮，让他宠幸的姬妾郭昭君、赵左君等鼓瑟歌舞。刘胥身边的人流着泪轮流为他斟酒，酒宴直到鸡鸣时才散。刘胥对太子刘霸说：“皇上待我很重，而我太辜负皇上。我死后，尸骨应当暴露在外。如果有幸允许安葬，也应薄葬，不要厚葬。”随即用绶带自缢而死。他宠幸的姬妾郭昭君等二人都自杀。汉宣帝加恩，赦免刘胥的几个儿子死罪，都免为庶人，赐刘胥谥号为厉王。
刘胥被剥夺射陂草田之后，他的宫园中枣树突然长出十几根嫩茎，茎正红色，叶子像素丝一样的白。池水变红，鱼死。白天有老鼠在王后庭中后肢站立起舞。刘胥对姬妾南等人说：“枣、水、鱼、鼠这些怪异很可恶。”过了几个月后，诅咒之事果被发觉。
班固《
汉书》：“胥壮大，好倡乐逸游，力扛鼎，空手搏熊彘猛兽。动作无法度，故终不得为汉嗣。”
天山汉墓，亦称广陵王墓，是刘胥夫妇同茔异穴合葬墓，位于江苏省
高邮市湖西天山镇，1979年市采石场在开采石料时发现。墓坑深18米，东西宽23米，南北长28米，墓道长60米，墓顶封土5米有余，墓室填土约两万方。棺木南北长16.65米，东西宽14.28米，以珍贵楠木制成，折合木材545.56立方米，以结构复杂，规模庞大，稳重壮观，构件比例协调。墓中出土有代表汉代较高等级礼仪的楠木垒成的“
黄肠题凑”、
金缕玉衣残片，其中还出土大量玉器、铜器、漆器、陶器、木佣、车等器物。出土的随葬品中的漆器、木雕制作非常精美，特别是漆塌、木履和成套的浴具为汉代考古少见。天山汉墓的出土为研究汉代葬制提供新的考古资料。该墓1982年被公布为江苏省文物保护单位。