周勃被释放后，汉文帝恢复了他的爵位，汉文帝十一年，周勃去世，谥号为武侯

周勃回到封地一年多，整日担心自己被诛杀，见郡守的时候也要手持兵器
回到封地一年多，每当河东郡守、郡尉巡行各县到达绛县，绛侯周勃自己畏惧被诛，经常身披铠甲，命令家人手持兵器来见郡守、郡尉。此后有人上书告发周勃想谋反，皇上就把这件事交给廷尉。廷尉又把此事交给长安处理，于是捕捉周勃治罪。

周勃恐惧，不知怎样答辩。狱吏渐渐欺凌侮辱他，周勃拿千两黄金送给狱吏，狱吏就在牍板背面写上字示意他说：“请公主作证。”公主，是汉文帝的女儿，周勃的长子胜之娶公主为妻，所以狱吏教周勃引用公主作证。

汉文帝自知周勃没有想谋反的意思，于是将他释放
周勃把增封受赐的财物都给了薄昭。等到周勃案件紧急关头，薄昭替他向薄太后进言，太后也认为周勃没有谋反的事。文帝临朝时，薄太后抓起头巾向文帝掷去，说：“绛侯身挂皇帝赐给的印玺，在北军率领军队，不在那时谋反，如今身居一个小县，反倒要谋反吗！ ”汉文帝已经看到绛侯在狱里的供辞，于是向薄太后谢罪说：“狱吏刚才查清楚了，马上放他出狱。”于是派使臣手持符节释放绛侯，恢复他的爵位和封邑。绛侯出狱后说：“我曾经率领百万大军，然而怎么知道狱吏的尊贵呀！”
周勃又回到封国。于孝文帝十一年去世，谥号为武侯。