Vì đầu mùa xuân năm Mậu Dần (978), chỉ vì mang lòng yêu quý riêng, mà Đinh Tiên Hoàng bỗng dưng quyết định lập người con trai 4 tuổi là Hạng Lang làm Thái tử và Đinh Toàn 5 tuổi làm Vệ Vương. Bị vua cha tước quyền kế vị ngôi vua một cách vô lý, Đinh Liễn đã đi đến một quyết định tàn bạo: "giết em".
Sách "Đại Việt sử kí toàn thư" chép: "Mùa xuân năm Kỷ Mão (979), Nam Việt Vương Đinh Liễn giết chết Hoàng thái tử Hạng Lang. Đinh Liễn là con trưởng của Nhà vua, thuở hàn vi từng chịu đựng gian khổ, khi thiên hạ được thái bình, ý Vua cũng muốn truyền ngôi cho, bèn phong làm Nam Việt Vương. Liễn lại cũng từng chịu mệnh và nhận tước vị của nhà Tống ban cho.
Nhưng về sau, vua sinh được người con trai nhỏ là Hạng Lang, rất mực yêu quý, bèn lập Hạng Lang làm Thái tử. Đinh Liễn bất bình, liền sai người lập mưu giết đi". Trương truyền rằng, sau tội ác tày trời giết Thái tử này, tuy được vua cha khoan hồng, song vì ân hận Đinh Liễn đã dựng nhiều cột đá viết những bài tụng kinh Phật ở kinh đô Hoa Lư để tỏ ý sám hối.
Tuy nhiên, vận nhà Đinh đã hết! Đinh Liễn giết em vào mùa xuân thì đến mùa đông năm ấy Đinh Bộ Lĩnh và Đinh Liễn cùng bị Đỗ Thích, một viên quan vốn là cận vệ của nhà vua, giết. Đinh Toàn lên ngôi lúc 6 tuổi, mẹ là Dương thị (có người gọi là Dương Vân Nga) buông rèm nhiếp chính với sự trợ thủ đắc lực của Thập đạo tướng quân Lê Hoàn ngày đêm ra vào cung cấm. Từ đây coi như kết thúc triều Đinh, mở ra triều Tiền Lê, đồng thời cũng hé mở một "nghi án" về cái chết của cha con vua Đinh mà cho đến nay vẫn chưa được làm sáng tỏ.
