命平阳侯曹参为齐相国，辅佐其治理齐地。刘肥在位十三年，汉惠帝六年（前189年）逝世，谥为「悼惠王」。世子刘襄嗣立，是为齐哀王。
吕后时期.作为高祖长子，刘肥的地位很高。汉惠帝二年时入朝，惠帝尊敬兄长，让予上座，因此触怒了嫡母吕后。吕后拿了毒酒打算刺杀刘肥，惠帝仁厚，刻意保护刘肥，刘肥得知后大惊，只得佯醉离席。后来刘肥听从属下内史「勋」进言，主动将城阳郡献给吕后所生的鲁元公主作为汤沐邑，并尊为齐国太后，才得以平安回国。
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