齐王刘将闾虽在叛乱期间坚守临淄，为朝廷守城有功，但经查实，他在叛乱爆发前曾与胶西王等叛军诸王有过联络，甚至参与过七国之乱的策划，试图在叛乱成功后夺取帝位；即便在被叛军围困期间，他也与胶西王暗中通谋，态度摇摆不定。汉景帝认为齐王刘将闾“首鼠两端”，虽有守城之功，但罪不可赦，最终拒绝赦免他。齐王刘将闾在绝望之下，被迫自杀身亡。
至此，历时三个月（从汉景帝三年，即前154年正月开始，到三月结束）的吴楚七国之乱，以西汉中央政权的绝对胜利宣告结束。在这场叛乱中，参与谋反的七位诸侯王全部死亡，无一善终。西汉中央对参与叛乱的诸侯国进行了彻底清算：除楚国因在叛乱中损失较小，且刘氏宗室中仍有合适继承人，被允许另立新王（立楚元王刘交之孙刘礼为楚王）外，吴国、赵国、胶西国、胶东国、淄川国、济南国等六个诸侯国均被废除，其封地收归中央直接管辖，或重新分封给忠于中央的宗室子弟。
七国之乱的平定，彻底削弱了地方诸侯国的势力，终结了汉初以来“诸侯尾大不掉”的局面，使中央专制皇权得到了极大的巩固。此后，西汉中央朝廷进一步加强了对地方的控制，为汉武帝时期推行“推恩令”、彻底解决诸侯问题奠定了坚实基础，也为西汉王朝的鼎盛时期创造了稳定的政治环境。