私心种下的隐患
汉十一年的秋天，陈豨在代地举兵叛汉。刘邦亲征，到邯郸去攻打陈豨的主力部队，同时，因为燕国靠近代地，燕王卢绾奉命进攻陈豨东北部的军队，陈豨的形势十分危急。于是他派遣部将王黄，去向匈奴求救。同时，卢绾也派出使者张胜出使匈奴，扬言陈豨等人的叛军已经被汉朝打败，奉劝匈奴不要干涉汉朝的内政。张胜到达匈奴的时候，原燕王臧荼的儿子臧衍也逃亡到了那里。他与张胜很熟悉，便去见他，对他说：“先生受到燕国的重视，是因为您熟悉匈奴的情况，他们不能没有您的帮助。同样的道理，燕国能够存在这么长的时间，是因为诸侯们屡次反叛，战事连年不断，汉王需要燕国来帮他镇守边境，巩固他的天下。现在，燕王打算帮助朝廷迅速消灭陈豨等叛军，当叛军被消灭光以后，朝廷就该对燕国下手了。到了那个时候，先生恐怕就会成为阶下囚了。所以，您为什么不劝说燕王，叫他暂缓消灭陈豨叛军，而同时联合匈奴呢？凡事要留有余地，燕王就可以长久的保留他的王位了；如果朝廷出现紧急情况，这才正是燕王安定封地的好机会啊。”
张胜认为臧衍的话很对，就私自请求匈奴，帮助陈豨叛军攻打燕国。卢绾发现匈奴没有听从自己的建议，反而协助陈豨攻打自己，于是怀疑张胜联合匈奴谋反，便上书请求将张胜灭族。但是，张胜回国以后，对卢绾详细说明了他这样做的原因。卢绾听后醒悟，就为张胜找了一个替死鬼，替换了他和他的家人，让他们充当联络匈奴的中间人。卢绾又派遣密使到达陈豨叛军的驻地，想叫陈豨长期流亡，以使战事连年不绝，自己的封地也就高枕无忧了。
投降匈奴
汉十二年，黥布反叛，刘邦率军东进。陈豨则时常带兵屯驻在代地騷扰汉军，刘邦十分恼怒，派出樊哙来攻打他。陈豨被打败，手下的部将也投降了汉军，他们把卢绾与陈豨私下里勾结的事情交代了出来。于是，刘邦派遣使臣到燕国传达诏令，想要召见卢绾了解情况，卢绾心里有鬼，就以生病为借口加以推辞。接着，刘邦派遣辟陽侯审食其、御史大夫赵尧去迎接卢绾，并且趁机验问卢绾的左右的人，查明事情的真相。因此，卢绾更加地害怕，他索性闭门不出，他对宠幸的臣子说：“现在，各位异姓诸侯王之中，只剩下我和长沙王吴芮。去年春天，陛下消灭了淮陰侯韩信，夏天，又诛杀了彭越，这都是吕后的计谋。如今，陛下身患重病，吕后执掌了大权。她是个妇道人家，怕大家不服她，自己站不住脚，总是想借故诛杀异姓王和大功臣，树立自己的威信。我打死也不能去朝廷，去了就回不来了！”接下来的时间里，卢绾还是宣称自己有病，而没有应召前往京城。
后来，看到朝廷的压力越来越大，卢绾的左右亲信害怕受到连累，纷纷出逃，结果卢绾说过的话多少泄漏了出来。这些话传到了辟陽侯等朝廷使者的耳朵里，他们回京以后，将情况详细地报告给了刘邦。刘邦听后，十分恼怒。不久，汉朝得到一名匈奴的降者，那个人将燕王与匈奴之间的勾当，全部报告给了朝廷。这时，刘邦完全肯定了卢绾的反叛事实，便派遣樊哙去攻打燕国。卢绾自认为不是汉军的对手，便带着他的全部家属、宫人以及几千名骑兵，驻扎在了长城脚下，等待刘邦病愈，好亲自前往京城请罪，估计刘邦会顾及与自己的情谊赦免自己。但是不久，刘邦的死讯传来，卢绾悲哀、叹息，率领着这些人逃往了匈奴。匈奴单于厚待他，封他为东胡卢王。但是，卢绾的部众时常遭到当地游牧部族的欺凌、掠夺，他们的归心强烈。一年多以后，卢绾在匈奴地区去世。
吕后当政的时候，卢绾的妻子和儿女率领部众逃出匈奴地区，重新归降了汉朝。那时，吕后正好生病，不能接见他们，便安排他们住在燕王在京的官邸里。不久，吕后打算亲自设宴接待他们，但是却不幸病逝了。后来，卢绾的妻子也病死在京城。汉景帝中元六年，卢绾的孙子卢他之，以匈奴东胡王的身份归降汉朝，被朝廷封为亚谷侯。