据说他是在率兵平定福建，行至金精山一带（今江西宁都县西北15里石鼓山）时，染上了大病，途中不治而亡。还有人干脆认为，吴芮是被刘邦毒死的，是他密诏长沙国丞相利苍下的药。虽然此说离奇，不过联系八个异姓王七个未得善终，刘邦对其下毒手也无不可。
从史料上看，吴芮之死确实可疑。吴芮有一个非常有才华的妃子叫毛苹，在去世那年过生日时，吴芮与毛氏苹泛舟湘江。远望青山，近看碧水，想想这么多年征战在外，打打杀杀，夫妻聚聚散散，毛氏和吴芮都陷入了一种未可名状的伤感境界。
毛氏对着丈夫即兴吟道：“上邪！我欲与君相知，长命无绝衰。山无陵，江水为竭，冬雷震震，夏雨雪，天地合，乃敢与君绝。”其情深深，其意切切，吴芮听罢竟然想到了死，称：“芮归当赴天台，观天门之暝晦。”吴芮在瑶里的老家有一处风景绝美之处——五股尖仰天台，少时应该常去玩耍，所以有些深刻印象，他的意思就是死后把我送回老家瑶里的天台安葬，也好朝看红日，晚望明月，了却生前不能回家、叶落再归根的宿愿。但吴芮的愿望在下葬后400年才实现，这又是后话了。
吴芮说这话是不是当时预感到了什么不测之事要发生？反正不久他死掉了，不久毛氏也死掉了，这里面的谜团大概永远也无法解开了。
吴芮死后，并未能回到老家瑶里，而是以诸侯王规格，礼葬在国都临湘西北的北津城。
北魏时地理学者郦道元曾到过吴芮墓旧址看过，他在《水经?湘水注》（卷三十八）中写道，“（吴芮墓）广踰六十八丈，登临写目，为廛（chán）郭之佳憩也。”从郦道元所记来看，吴芮墓很大，汉代四尺约一米，吴芮墓周长达到了170米，看来孙权挖后并未铲平毁掉。
既然要盗墓材，长沙附近的古冢名墓很多，为什么要选吴芮的？这是因为吴芮的墓材多，而且好。
秦汉时期曾流行一种特高等级的下葬礼制，叫“黄肠题凑”。这种葬式有利于尸体保护，本是春秋时期周天子所葬专用，后来诸侯王、功臣，经特许也可使用了。如西汉大将霍光死后，汉宣帝便赐给他梓宫、便房、黄肠题凑各一具。
“黄肠题凑”全部用上等木料做成，墓室四周用柏木枋堆垒成的框形结构，需要耗费大量的木料。扬州广陵王博物馆内便保存了两套全国仅见的“黄肠题凑”，此是1980年在江苏高邮天山一号墓、二号墓中出土的。墓主人分别是汉武帝之子、广陵王刘胥和王后。
整个墓内南北长13.5米，东西宽11.2米，高4.10—4.50米，四周全部由上等方木围成，题凑木共计857根，每根方木一般长0.94米，宽、厚均为0.40米，层层垒砌。我曾随南京师范大学考古系学生一起去看过，虽然经过2000年水浸土埋，但木质仍然坚硬如新。
