广陵王刘荆奉诏回国后，心怀不轨，暗中招来术士，多次谋议，希望西羌发生变乱，自己好借防边为名起兵。事情被明帝听说后，特将他迁封到荆地。刘荆更加气愤，那时他已经三十岁，召来相士问：“我貌似先帝，先帝三十得天下，我今年也三十岁，能否起兵？”相士支支吾吾，走出来之后，便向地方官禀报。地方官立即上奏，朝廷派人责问，刘荆因逆谋被发觉，不免惊惶，就把自己关在狱中。明帝不忍加罪于他，仍赦他无罪，只是不让他管理官吏，另命国相、中尉处理国事，并对刘荆加以约束。刘荆不肯改过，暗中让巫师祈祷自己能免灾。国相担心受到连累，将此事详细上报，朝臣马上弹劾刘荆诅咒朝廷，应立即诛杀。诏令还没下来，刘荆已经自杀。明帝因刘荆是自己的胞弟，格外怜悯，赐谥思王。然后封刘荆的儿子刘元寿为广陵侯，管理六县，又封刘元寿的弟弟为乡侯。刘荆死后，东平王刘苍入朝，住了一个月，辞别回国，明帝将他送到都门。回宫以后，仍对他思念不已。
原来，光武帝有十一个儿子，只有临淮公刘衡因去世较早，没被封王，剩余的兄弟十人，除明帝继位外，要数东海王刘强、东平王刘苍最优秀。刘强已经去世，刘苍勤于政事，比东海王更有才智，所以能保全名位。
楚王刘英是许美人所生，许氏不得宠，所以刘英得到的封地最小。明帝继位后，念及亲情，曾多次给予赏赐，并封刘英舅舅的儿子许昌为龙舒侯。哪知刘英痴心妄想，居然觊觎皇位，上次访求佛法，并不是有心清净，其实是想仗着佛光呵护自己。
永平十三年，一个名叫燕广的人，突然弹劾楚王刘英，说他与渔阳人王平、颜忠等图谋不轨。明帝看完奏折，令有关部门复查。有关部门派人查明后，立即复奏上去。明帝只削夺了刘英的王爵，把他迁到丹阳泾县，赐给食邑五百户，又派大鸿胪护送。令楚太后许氏不必交还玺印，仍然留在楚宫。当时司徒范迁已死，明帝调太尉虞延为司徒，又任用赵熹行太尉之事。
楚王密谋造反的事，之前曾有人告知虞延。虞延因刘英是皇上的弟弟，不便举报，拖了好几天。结果燕广上告，惹怒皇帝。又听说虞延隐瞒不报，于是明帝下诏指责，虞延惧罪自杀。楚王刘英回到丹阳，才得知虞延自杀了。事情传到都城，明帝下诏用侯礼安葬虞延，并封燕广为折奸侯，然后一再牵连，从京师的皇戚到郡国吏士，差不多有一千人被处死，还有几千人被抓进狱中。
颜忠、王平下狱之后，自知不能免祸，信口诬告，将隧乡侯耿建、郎陵侯臧信、护泽侯邓鲤、曲成侯刘建等人一股脑儿牵连进去。侍御史寒朗负责办理此案，认为四侯是被冤枉的，于是再次提审王平、颜忠，叫他们说明四侯的年龄、相貌。二人信口雌黄，说的都不对。寒朗于是极力为四侯辩白。过了两天，明帝亲自巡查洛阳，当时正逢天气大旱，那天却忽然下起大雨，明帝为之动容，起驾回宫。夜里，明帝想起还有一千多人在狱中，便担心狱中有冤案，无法入睡，起来坐了多时。马皇后问明原因，劝明帝从宽发落，于是犯人多半被赦免。颜忠、王平不在赦免之列，在狱中自尽。侍御史寒朗自悔治狱不严，到廷尉那里领罪，明帝不想追究，只将寒朗罢官，把他遣回薛县。
任城令袁安被提升为楚郡太守，上任时，不进官府，而是先处理楚国的冤狱，然后准备据实上奏。府丞掾吏都叩头力争，说这样有纵容奸党的嫌疑。袁安奋然说：“如果有罪，我愿意一人承担，决不连累你们！”后来诏令下来，果然得到许可，保全了四百多人的性命。明帝下诏大赦，允许他们改过自新，然后又令皇太子及王侯公卿的子弟都要学习经书。又为外戚樊氏、郭氏、阴氏、马氏子弟在南宫建立学堂，称为四姓小侯，特设置讲解五经的老师。当时学风盛行，人人向学，连匈奴也派子弟前来学习经书。义士如范式、李善等人都由公府保举，破格录用。