然而早先孙权询问术士吴范关羽是否真的投降，被告知关羽假降，于是孙权已事先命令朱然、潘璋切断了关羽的去路。十二月，潘璋手下的司马马忠在章乡擒获关羽、儿子关平以及都督赵累等，关羽和其子关平被斩首，赵累再无记载，于是，孙权占据荆州。
据《蜀记》记载，孙权派出将领讨伐关羽，俘虏了关羽和其儿子关平。孙权一开始想让关羽活下来帮他对抗曹操和刘备，但旁边的人都说：“您怎么可以养狼呢，后必为害，当时曹公没有及时除去关羽，自取其害，甚至被关羽逼的想迁都自保。现在怎么可以还饶了他！”孙权于是下令斩杀关羽。
然而这段记录并不靠谱，裴松之就评价：“孙权遣将潘璋逆断羽走路，羽至即斩，且临沮去江陵二三百里，岂容不时杀羽，方议其生死乎？又云“权欲活羽以敌刘、曹”，此之不然，可以绝智者之口。”
关羽和孙权之间的关系本身就很差，后期关羽更是把孙权得罪的很惨，孙权在俘虏关羽之后干脆一不做二不休直接处死了关羽。
据《蜀记》记载，关羽当初出兵围攻樊城，梦见猪咬他的脚，于是和儿子关平说：“我今年可能走了衰运，未必能回去啊。”
关羽死后，孙权将关羽首级送给曹操，曹操以诸侯之礼将其安葬于洛阳，同时孙权则将关羽身躯以诸侯礼安葬于当阳，即关陵，也称当阳大王冢。蜀汉在成都为关羽建衣冠冢，即是成都关羽墓，以招魂祭祀。因此民间也称关羽“头枕洛阳，身卧当阳，魂归故里（或称‘魂归山西）。”
【奠定历史地位的一战】
襄樊之战虽然以关羽的惨败而告终，但这一战对于关羽的历史地位却有着很大的加成，因为这一战关羽是独自领兵，并且将自己的军事能力展现的淋漓尽致，在被当时两大诸侯全力围殴还被部下背叛的情况下才输掉的，双方实力极为不对等。
关羽凭着仅仅三郡之地，就让曹操、孙权两大诸侯对抗全力以赴的对付他，这就已经足够证明关羽的能力和地位了。
【身后之事】
景耀三年（260）九月，蜀汉后主刘禅在追谥几位重要大臣时，追谥关羽为“壮缪侯”。武而不遂曰壮，名与实爽曰缪，意思是武力高强，可惜志向没有实现、盛名之下其实难副。
不过“缪”同“穆”古代通用，按照《周书谥法》：“布德执义曰穆。”穆有美、纯的意思。
关羽死后，他的儿子关兴继承了爵位。关兴，字安国，年少时就有声名，后来丞相诸葛亮对他十分器重，且认为他不同常人。关兴二十岁即担任侍中、中监军，几年后去世。儿子关统继承爵位，娶公主为妻，官至虎贲中郎将。关统没有儿子，死后就由关兴的庶子关彝续封爵位。
