趙普居功至偉，宋太宗當然要有所回報，于是趙普父子留在京城，很快又做了司徒，兼侍中。趙普重新回到宰相的位置上，現在輪到盧多遜不安了。趙普多次暗示盧多遜，讓他主動隱退，盧多遜不肯。

于是趙普對盧多遜展開攻擊，并且把趙廷美也拉了進來。趙普指責盧多遜曾經派屬下一位名叫趙白的官吏去見秦王趙廷美。宋太宗大怒，指派御史調查此事，盧多遜承認確實讓趙白把中書的一些機要事務密告秦王。去年九月還讓趙白對秦王說：“愿宮車晏駕，盡力事大王。”

秦王趙廷美派樊德明來對盧多遜說：“你的想法正合我意，我也希望宮車早日晏駕。”同時秦王送給盧多遜許多馬箭。

二人之間私下里的這些言語來往，難以饒恕。宋太宗與大臣們在朝堂之上討論如何處罰趙廷美和盧多遜。一共有七十多位大臣表態，認為盧多遜交結親王，詛咒皇上，大逆不道，上負國恩，下虧臣節，要求把盧多遜處死。

宋太宗最后裁定，盧多遜和家人流放崖州，中書吏趙白、秦王府的官員閻密、王繼勛、樊德明、趙懷祿、閻懷忠等人處死。奪去趙廷美擔任的西京留守一職，勒令他回到洛陽的私宅之中居住，趙廷美的兒子仍然稱為皇侄，女兒去掉云陽公主之號，女婿奪去駙馬都尉之號。

事情到這里還沒有完結，趙普認為趙廷美被安置在西京洛陽不太妥當。在趙普的授意之下，開封知府李符上疏，指責趙廷美心懷怨氣，不知悔過，應該安置到更偏遠的郡縣，以防不測。

宋太宗當然同意，太平興國七年五月，趙廷美被降為涪陵縣公，貶往房州安置，兒子們一道前往，妻子楚國夫人的封誥被削奪。同時，宋太宗特意安排崇儀使閻彥到房州擔任知州，監察御史袁廓擔任房州通判，同時各賞賜二人白金三百兩，說白了，這兩個人去房州任職，專門是要監督趙廷美的。

有一次，宋太宗對趙普提起皇位繼承之事，重提當初杜太后的想法，即由宋太祖傳位宋太宗，宋太宗傳位給弟弟趙廷美，趙廷美再傳趙德昭。趙普對宋太宗說：“過去，太祖皇帝已經犯了一個大錯，陛下還要再犯同樣的錯誤嗎？”

趙普的話，正對宋太宗的心思。到這里，趙廷美完成了他的使命，他的存在成了一種妨礙，這也決定了他最終的結局。

趙廷美到達房州，憂悸成疾，很快死在那里，時年三十八歲。

聽到弟弟的死訊，宋太宗哭了，哭得涕泗橫流，感動了身邊的大臣們。哭泣的同時，宋太宗還不忘數落這個弟弟的缺點：“廷美自幼剛愎自用，長大以后越發驕橫。我一直不忍處置他，安排他去房州，只為讓他反思過去。最近正想招他回來，他卻亡故，實在讓人傷痛！”

后來宋太宗又對宰相李昉說起趙廷美的一些舊事：“廷美的母親耿氏，也是我的乳母，后來嫁給一位趙姓人，生下另一個兒子趙廷俊。當初因為廷美的緣故，我讓趙廷俊做了宮廷侍衛，他卻暗中把宮中的許多事泄露給廷美。”

宋太宗又提起廷美的另外兩次密謀，聽起來令人驚悚：“當初在宮苑里開鑿西池，池中修造了水心殿。當時通往水心殿的橋還沒有造好，我準備乘船到水心殿。廷美就曾密謀對我下手，沒有得手。廷美于是詐稱自己生病，準備在我去王府探望的時候對我下手。有人告發此事，如果公事公辦，廷美就是死罪。我不想張揚廷美的丑行，直到他與盧多遜的事被揭露出來，我也只是讓他住到洛陽去，沒有深究。廷美始終不知悔過，私下里多有怨言。所以我才貶他到房州，讓他反省。趙廷俊我也沒有深責，只是貶黜而已。所以，我在廷美的事情上，問心無愧。”

說完宋太宗的神色又很悲傷。對于一個大臣來說，聽皇帝談論這種事，其實很累人，稍有不慎就會引禍上身。李昉的回答很有技巧：“趙廷美行為悖謬，天下人都聽說過。西池的密謀，是宮禁之事，如果不是陛下親自講出來，我們這些臣子怎么會知道呢。”

聽得出，李昉不希望皇上拿他當傻子，宮中秘密，做臣子的當然不知詳情，無法判斷真假，皇上怎么說，大家怎么聽。宋太宗因為一些枝節小事就奪去趙廷美的王爵，把這個惟一的弟弟像罪犯一樣遠遠打發到房州。如果趙廷美謀害宋太宗的事情屬實，很難想像宋太宗能安然處之，全不聲張。

趙廷美死在雍熙元年的正月。宋太宗原本打算在這一年的十一月封禪泰山，五月，一次雷火擊中了皇宮，引起的大火燒毀了乾元殿和文明殿，異常的災變讓宋太宗取消了封禪計劃。