大大增加了他的疑心，但他为了保险起见，竟又干出一件骇人听闻的蠢事，回家后，他将出生才一个月的次子活生生地弄死，埋葬数日后，又派人偷偷挖出孩子的骨骸，继续进行滴血验亲试验，结果和前面一样，血同样渗入骨骸。这下他对母亲说自己应该是萧宝卷遗腹子的说法深信不疑，失落感和厌恨之情更加严重。
为了能够复辟齐朝，为父亲报仇，萧综暗中做了一些准备。他勤练武艺，还命人在庭院内铺满沙粒，终日赤足在上面奔跑，以致脚下生风，据说能日行三百里。他又招纳亡命之徒，想伺机刺杀梁武帝，但始终没有下手的机会。为寻找起兵的机会，他多次请求梁武帝准许他带兵守边，但梁武帝一直未许，急得他一回到住处，便怒骂不休。到普通六年(525年)，机会终于来了，当时北魏徐州刺史元法僧投降梁朝，梁武帝派元略、陈庆之前去接应，却被魏军击败。梁武帝便派萧综出京统领各路人马，驻守彭城，并兼掌徐州府事。萧综得旨，暗中庆幸，当日带了些人马，赶往彭城。魏主元诩闻讯，忙派安丰王元延明、临淮王元彧率军攻打彭城。梁武帝闻报，担心萧综不顾战事，怕出意外，便促令萧综班师。萧综却认为机会难得，便迟迟不奉召，并寻机在一天夜里，偷偷打开彭城北门，只带心腹梁话、苗文宠二人，前去投奔魏军。
魏军得知萧衍的儿子來降，既意外又高兴，并利用主将萧综投降的信息，大破彭城，杀败梁军。后来，萧综到洛阳见到魏主元诩，受到热情接待，并被封为丹阳王。被封王后，他把名字改成萧赞，同时又为他认为的父亲萧宝卷举哀发丧。萧综投降的消息极大地刺激了梁武帝的神经，后来他经过了解，才知道是吴淑媛告诉萧综可能不是自己儿子的事，于是他下诏削夺萧综的封爵和封地，撤除他的属籍，改其姓曰“悖“氏。并将吴淑媛废为庶人。不久，又下令将其毒死。
投降后的萧综，表面被魏重视，实际根本得不到信任，不授予实权。他由此终日郁郁寡欢。仅两年之后的大通元年(527年)，萧综的六叔萧宝寅在长安起兵，反叛北魏。萧综闻讯前去投奔，
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