元朔五年（前124），张汤从中大夫升任廷尉一职已是第三年，他遇到一桩异常棘手的案件。淮南王刘安谋士“八公”之一的郎中雷被，逃亡来到京师长安，向朝廷告发淮南王一项重大罪行，如若属实，刘安即使贵为武帝堂叔也足以被处极刑。武帝对此案的重视毋庸置疑，立即下诏廷尉张汤会同河南审理。

张汤很快获得了雷被的详细供状。

事情的起因要追溯到一次比武，剑术高手雷被误伤了自诩剑术天下第一而主动挑战的淮南国太子刘迁，害怕遭到报复，便提出要离开淮南国北上“奋击匈奴”。恼羞成怒的太子迁向父王刘安诋毁雷被，刘安责令淮南国郎中令将雷被免职，不允许他的请求。雷被随即逃出淮南国，来到京师向朝廷告发。

此案的严重性一是在于被告淮南王刘安乃是高帝刘邦亲孙、武帝堂叔的高贵血统，二是帝国法律明确规定，任何人胆敢阻拦响应朝廷号召北上抗击匈奴的应募者即是死罪。

事关重大，绝不能仅仅听取雷被一面之词，张汤与河南官吏向淮南国寿春县丞发出逮捕令，指令逮捕太子迁，押送河南接受审讯。送出逮捕令十几天后，张汤接到武帝转来的另外两份来自淮南国的弹劾。先是淮南国相上书，弹劾职责所在的寿春县丞拒不押送太子迁到河南接受审讯，此举已经触犯“不敬”之罪，请求朝廷严惩；紧接着是淮南王刘安本人上书朝廷，弹劾淮南国相。将这几起事件关联起来，张汤毫无悬念地确定雷被的告发属实，并且从中嗅出了太子迁背后，淮南王刘安若隐若现的犯罪迹象，直接上报武帝。

现在已然查实，淮南王刘安与太子迁阻止雷被抗击匈奴、授意寿春县丞对抗廷尉逮捕令的罪行确定无疑，公卿朝议后奏请武帝逮捕淮南王。虽然罪行确凿，武帝却似乎并无意严惩自己这个堂叔，原因何在不得而知，但联系本朝立国几十年来的家国恩怨或许会带给我们一丝线索。淮南王刘安之父淮南厉王刘长，即酷吏周阳由的姑表兄弟，年仅二十四岁便死于兄长文帝之手。武帝也许因为祖父文帝的所作所为心存愧疚，不忍因为这样的事情再对淮南一脉加罪。再者，淮南王刘安雅好读书、鼓琴，国内招致宾客上千人，组织编写的《淮南鸿烈》（即《淮南子》）一书名满天下，乃是本朝影响极大、最为知名的贤王，贸然治罪未必合适。

无论原因如何，武帝终于没有理会公卿列侯的建议，只是派遣中尉殷宏亲赴淮南国责问刘安。刘安对撤免雷被并阻止其北上抗击匈奴等事供认不讳，中尉殷宏返回京师将调查结果上奏武帝，公卿列侯再次奏请武帝按汉律将淮南王刘安“弃市”。武帝既然无意深究此事，便对公卿列侯的奏请断然拒绝；公卿列侯随后奏请废除淮南王王爵，武帝依然不许；公卿列侯再奏请武帝削夺淮南国五县。武帝最后不再忍受公卿列侯对自己大事化小的意图麻木不仁，不等他们提出符合自己心意的建议，直接下诏削夺淮南国两座县城了事，仍派中尉殷宏赴淮南赦免淮南王之罪并通知削县。

就在张汤以为淮南一案即将不了了之的时候，又一封告发信的到来使得案情急转直下。元朔六年（前123），寿春人严正（《史记》作庄芷）向朝廷告发，淮南王刘安的庶孙刘建因才能卓绝却深受淮南王王后荼、王后之子太子迁迫害，刘建的父亲刘不害也数次被王后和太子迁无罪囚禁，而且刘建知晓淮南王刘安与太子迁的其他阴谋，请求朝廷审讯刘建。

武帝下诏仍由廷尉张汤审理，张汤随即指示河南提审刘建。与此同时，丞相公孙弘因为另外一桩家族仇恨而介入了此案。当年淮南厉王刘长为报母仇杀死了辟阳侯审食其，现在他的孙子审卿谋划为祖父报仇，收集了淮南王刘安谋反的诸多材料报告丞相。不敢对谋反大案怠慢的公孙弘便会同廷尉张汤彻查，审讯刘建的河南官吏很快上交了初审结果。

刘建揭发出太子迁两次图谋杀害赴淮南的朝廷中尉殷宏。第一次在调查雷被一案期间，当时安插在京师窥探朝廷动向的刘安之女刘陵，将公卿列侯请求逮捕严惩淮南王的情报传回，太子迁与刘安密谋，如果中尉殷宏要逮捕他们父子到京师治罪，刘安就埋伏好卫士当场将中尉殷宏杀死，同时太子迁派人刺杀朝廷委任的淮南国中尉，然后举兵造反。第二次是中尉殷宏宣布武帝对雷被一案的处理结果期间，淮南王父子仍然做好了类似第一次的应对安排，只是由于武帝两次都采取了息事宁人的措施，才没有引发。

张汤和河南官吏同时还审明，严正上书朝廷为淮南王孙刘建打抱不平，正是受了刘建的指使。刘建揭发其叔父太子迁的动机也很清晰，刘建是淮南王刘安庶子也是长子刘不害的儿子，而刘安宠爱太子迁，刘建意图扳倒太子迁，为父亲刘不害谋求淮南太子之位。

但张汤自然不会相信事情就这么简单，起兵造反岂能是说干就干的事情，这其中若非另有隐情，就一定是蓄谋已久而隐藏极深。张汤将审理结果上报武帝，奏请派遣廷尉监会同淮南国中尉就地逮捕太子迁进一步审讯。就在淮南国中尉接到刚刚进入淮南国境的廷尉监，听其宣读朝廷诏令之时，淮南王刘安召见他的命令也同时到达。淮南国中尉权衡再三，以已经接到朝廷诏令为由，拒绝晋见淮南王。

随后事件的发展完全出乎预料，廷尉监与淮南国中尉很快得知太子迁自杀未果的消息，紧接着淮南王宠臣伍被前来自首，告发淮南王父子谋反。

两名官员几乎没有时间思考，立即提兵包围王宫抓捕太子迁、淮南王后荼以及伍被揭发的所有参与谋反人员，抓捕行动同时起获了皇帝玉玺，丞相、御史大夫、将军、吏中二千石、都官令、丞等官印，周边郡太守、都尉的官印，汉使节的法冠，军用地图，等等。

至此，淮南一案最终升级为谋反大案，证据确凿。