有人看出了问题，劝他说：“公孙瓒虽然干了很多坏事，但还没有正式的罪名，明公不先晓示天下并让他改正就直接起兵，不是国家的幸事。另外，胜败也不好预料... --
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好预料，不如先用武力给他施加压力，公孙瓒必然悔过谢罪，这样就不战而使人服了！”
这个人名叫程绪，本来也是好意，公孙瓒虽然很坏，但你得让老百姓都知道，以朝廷的名义给他定罪，这样就合法了，也就更容易获得支持。但刘虞听了很生气，任何阻止用兵的话在他看来都是公孙瓒的同党，盛怒之下刘虞以扰乱军心的罪名，下令把程绪砍头示众。
公孙瓒不会料到刘虞敢向他先动手，要命的是他就在刘虞的眼皮子底下，刘虞要收拾他是相当容易的。公孙瓒常驻蓟县一带，却不是蓟县城内，蓟县是幽州刺史部的治所，是刘虞的办公所在地，公孙瓒为了跟刘虞置气，故意在蓟县的东南面新筑了一座小城，平时就住在那里，现在麻烦了。
当时公孙瓒的人马都分散在各地，而对突然袭击，他再能打也逃不过这一劫了，关键时刻他在刘虞身边安排的卧底发挥了作用。这个卧底名叫公孙纪，因为跟公孙瓒同姓，二人以前来往就比较多，后来发展成公孙瓒的耳目，此时在刘虞身边担任参谋，刘虞发起攻击前公孙纪连夜跑出去，及时把情报送出，为公孙瓒防守反击赢得了时间。
刘虞向公孙瓒的小城发起进攻时，公孙瓒已经有了防备，他下令坚守不出。刘虞一向爱民如子，为减少百姓的死伤，总攻前特意发布命令：“只杀公孙瓒一个人，不要伤及无辜！”他还命令士卒注意战场纪律，不要毁坏百姓的房屋，不拿群众一针一线。
刘太傅确实是个好人，一个有德之人，是幽州人民的好领导，但他不是一个好统帅。作为朝廷太傅和幽州牧的刘虞，理应爱民如子，行仁爱之心，但作为十几万大军的统帅，此时考虑的应该是如何取胜，为十多万条生命负责。刘虞的人马还没有开打先开展了一番仁爱教育，打起仗来果然畏首畏尾，攻了半天也拿公孙瓒的小城没办法。
公孙瓒瞅准时机，晚上派精锐数百人出击，一边攻击一边顺风放火，刘虞军大乱，十多万大军居然一战而溃。刘虞只好携带家属和一部分士兵退到上谷郡的居庸县，即今北京市延庆县一带，公孙瓒追击，围城三日将城攻破，把刘虞和家人抓回到蓟县。
刘虞做了公孙瓒的阶下囚，如何处置刘虞让公孙瓒颇费心思，他知道刘虞在幽州百姓心中拥有崇高威望，所以没敢直接向他下手，甚至州政府的往来文件还让他批阅。
当时朝廷还在长安，李傕等人还执掌着大权，他们不知道怎么又想起了刘虞，派段训为使臣前来幽州刺史部，增封刘虞的食邑，并任命刘虞一个督六州事的新职务，所督的六个州是幽州、并州、青州、冀州、兖州、凉州，简言之就是整个中国北部。刘虞拥有这个职务，理论上就将集这六个州的军政大权于一身，这是一个史无前例的职务。
朝廷把一半江山给了刘虞，可惜对刘虞而言不仅毫无用处，而且会害了他。北方这六个州目前被公孙瓒、袁绍、曹操、刘备、袁术这些人把持着，中间还有张杨、张燕、公孙度那样的二流角色，李傕等人抛出这项任命，打的还是分化瓦解各实力派的主意，想以党人来治党人，以诸侯来治诸侯。
但是他们晚了一步，刘虞已经成了公孙瓒的阶下囚。李傕等人也升了公孙瓒的官，提拔他为前将军，封易侯，督幽州、并州、青州、冀州四州，范围不仅比刘虞小一些，而且这四个州都跟刘虞的六个州重复。
现在公孙瓒面临着选择，要么服从朝廷的任命承认刘虞仍然是自己的顶头上司，要么不服从朝廷的任命，但都要给个说法。公孙瓒于是旧事重提，向朝廷特使段训揭发刘虞曾与袁绍合谋造反，想自己称帝，这件事完全是袁绍、韩馥等人一厢情愿，和刘虞毫无关系，刘虞不仅没有参与，还断然与袁绍、韩馥划清了界限，并把韩馥派来的人杀了，把首级送往长安。
公孙瓒不管，非说刘虞也参加了谋反，就以朝廷特使的名义把刘虞斩首于集市之上。临刑前公孙瓒还耍个了花招，他公开宣称：“如果刘虞真有天子的命，上天就会刮风下雨来救他！”这是瞎扯，此时华北地区已经旱了很久，没有一丝下雨的意思。
刘虞于是被杀，刘虞的老部下、原常山国相孙瑾以及在州政府任职的张逸、张瓒等人忠义愤发，愿意伴随刘虞一块赴死，公孙瓒成全了他们，把他们一起杀了，孙瑾等人在临死前都大骂公孙瓒。作为刘氏宗亲的代表人物，刘虞有修养也有能力，他忠心为国，仁心爱民，更执行了正确的少数民族政策，在他执政期间保证了北部边疆的安定。但是他的仁爱拿到战场上就行不通了，战争就是战争，更何况面对公孙瓒这样强悍的对手。公孙瓒下令把刘虞的首级送往长安，中途被刘虞一个叫尾敦的故吏劫下，进行了安葬。
刘虞在幽州多年，深得民望，有不少景仰者和追随者，公孙瓒杀了刘虞，在幽州的势力虽然有所扩大，但麻烦还没完。
