孙权向吕蒙询问破敌之策。吕蒙分析道：“我估计关羽兵力稀少，肯定不会从大路逃走。麦城正北方向有一条险峻的小路，他必定会从那里撤离。可以派朱然率领五千精兵，埋伏在麦城以北二十里处。等关羽军队一到，不要和他们正面交锋，只需跟在后面掩杀。关羽的军队此时必定没有战斗的心思，肯定会逃向临沮。再让潘璋带领五百精兵，埋伏在临沮偏僻的山中小路，这样就能擒获关羽了。现在安排将士们攻打麦城各门，唯独空出北门，等他出城逃走。” 孙权听了这个计策，让吕范再次占卜。占卜完毕，吕范禀告说：“这一卦显示敌人会向西北方向逃窜，今晚亥时必定会被擒获。” 孙权十分高兴，马上命令朱然、潘璋带领两支精兵，各自按照军令去设伏。
再说关羽在麦城，清点马步军兵，只剩下三百多人，粮草也已经耗尽。当晚，城外的吴兵呼喊着蜀军各军士兵的姓名，越城投降的人很多。救兵又一直不见踪影。关羽心中焦急，无计可施，对王甫说：“我后悔当初没有听你的话！如今形势危急，该怎么办才好？” 王甫哭着说：“如今这情况，就算姜子牙重生，也没有办法了。” 赵累提议道：“上庸的救兵不来，是刘封、孟达按兵不动的缘故。我们何不放弃这座孤城，逃入西川，重新整顿兵马，再图谋恢复荆州？” 关羽说：“我也正有此意。” 于是，他登上城楼观察。看到北门外敌军不多，便询问本城居民：“从这里往北走，地势如何？” 居民回答：“此去都是偏僻的山间小路，可以通往西川。” 关羽说：“今晚我们就从这条路走。” 王甫劝谏道：“小路恐怕有埋伏，还是走大路稳妥。” 关羽说：“就算有埋伏，我又有什么可害怕的！” 当即下令马步官军整理好装束，准备出城。王甫哭着说：“君侯一路小心保重！我带领一百多名部卒，拼死据守此城。城即便被攻破，我也绝不投降！只盼君侯能尽快带兵来救援！” 关羽也流着泪与他告别。于是，留下周仓与王甫一同守卫麦城，关羽自己则和关平、赵累率领二百多名残兵，从北门突围而出。
关羽横刀在前，当先开路。走到初更之后，大约走了二十多里，只见山坳处金鼓齐鸣，喊声震天，一彪人马杀到，为首的大将是朱然。朱然催马挺枪，高声喊道：“关羽，休要逃走！趁早投降，免得一死！” 关羽大怒，拍马挥刀上前迎战。朱然转身就跑，关羽乘势追杀。一阵鼓响，四下里伏兵纷纷涌出。关羽不敢恋战，朝着临沮的小路逃去，朱然率兵在后面掩杀。关羽所带的士兵越来越少。没走四五里，前面喊声又起，火光冲天，潘璋催马舞刀杀了过来。关羽大怒，挥刀迎敌，只三个回合，潘璋便败走了。关羽不敢停留，急忙向山路奔去。这时，关平赶了过来，报告说赵累已经战死在乱军之中。关羽悲痛万分，惶恐不已，于是命令关平断后，自己在前面开路，此时随行的只剩下十多个人。走到决石时，两边都是山，山边尽是芦苇败草，树木丛生，十分杂乱。此时已是五更将尽。正走着，突然一声大喊，两边伏兵一齐杀出，长钩套索纷纷舞动，先把关公的坐骑绊倒。关羽翻身落马，被潘璋的部将马忠擒获。关平得知父亲被擒，急忙赶来救援。但背后潘璋、朱然率兵同时赶到，把关平团团围住。关平孤身奋战，力竭之后也被擒获。
天亮之后，孙权听说关羽父子已经被擒，十分高兴，在营帐中召集众将。过了一会儿，马忠押着关羽来到众人面前。孙权说：“我长久以来仰慕将军的高尚品德，本想与将军结为秦晋之好，将军为何要抛弃这份情谊呢？将军平日自认为天下无敌，如今为何会被我擒获？将军现在可服我孙权？” 关羽厉声骂道：“你这碧眼小儿，紫髯鼠辈！我与刘皇叔在桃园结义，发誓要扶持汉室，怎么会与你这叛汉的贼子为伍！我如今误中奸计，唯有一死，何必多言！” 孙权回头看着众官说：“关羽乃当世豪杰，我非常敬爱他。现在我想用礼相待，劝他归降，你们觉得怎么样？” 主簿左咸说：“不可。昔日曹操得到关羽时，封侯赐爵，三天一小宴，五天一大宴，上马就赐金，下马就赏银，如此厚待，最终还是留他不住，任他斩关杀将而去，致使如今我们反而被他逼迫，曹操甚至差点迁都来躲避他的锋芒。如今主公既然已经擒获了他，如果不马上除掉，恐怕会留下后患。” 孙权沉思了许久，说：“你说得对。” 于是下令将关羽父子推出斩首。这一年是建安二十四年冬十二月，关羽享年五十八岁。后人写诗感叹道：“汉末才无敌，云长独出群：神威能奋武，儒雅更知文。天日心如镜，《春秋》义薄云。昭然垂万古，不止冠三分。” 又有诗写道：“人杰惟追古解良，士民争拜汉云长。桃园一日兄和弟，俎豆千秋帝与王。气挟风雷无匹敌，志垂日月有光芒。至今庙貌盈天下，古木寒鸦几夕阳。”
关羽死后，他坐下的赤兔马被马忠擒获，献给了孙权。孙权当即把赤兔马赐给马忠骑乘。但这匹马几天都不吃草料，最终饿死了。
再说王甫在麦城中，突然感到骨颤肉惊，便问周仓：“我昨夜梦见主公浑身是血，站在我面前，我急忙询问，忽然惊醒。不知道这预示着什么吉凶？” 正说着，忽然有人报告说吴兵在城下，拿着关羽父子的首级前来招安。王甫、周仓大吃一惊，急忙登上城楼查看，果然是关羽父子的首级。王甫大叫一声，从城上坠落而死。周仓也自刎身亡。于是，麦城也归了东吴。
关羽的一缕英魂不散，悠悠荡荡，飘到了一处地方，是荆门州当阳县的一座山，名叫玉泉山。山上有一位老和尚，法名普净，原本是汜水关镇国寺的长老，后来云游天下，来到此处。他见这里山明水秀，便在此结草为庵，每天坐禅参道，身边只有一个小行者，靠化缘为生。这天夜里，月白风清，三更过后，普净正在庵中默默打坐，忽然听到空中有人大喊：“还我头来！” 普净仰头仔细观看，只见空中一人骑着赤兔马，手提青龙刀，左边有一位白面将军，右边有一位黑脸虬髯之人相随，一同落下云头，来到玉泉山顶。普净认出是关羽，便用手中的麈尾敲击庵门，问道：“云长在哪里？” 关羽的英魂顿时醒悟，立刻下马，乘风落在庵前，拱手问道：“请问大师是何人？愿闻法号。” 普净说：“老僧是普净，昔日在汜水关前的镇国寺中，曾与君侯相会，今日君侯难道忘了吗？” 关羽说：“承蒙大师昔日相救，我铭记在心，不曾忘记。如今我已遭祸身亡，愿求大师教诲，为我指点迷津。” 普净说：“过去的已经过去，不必再提；前因后果，丝毫不差。如今将军被吕蒙所害，大喊还我头来，然而颜良、文丑，还有五关六将等众人的头，又该向谁去索要呢？” 关羽听后，恍然大悟，行礼后皈依而去。后来，关羽常常在玉泉山显圣护佑百姓，乡人感激他的恩德，便在山顶上建庙，四季祭祀。后人在庙中题了一副对联：“赤面秉赤心、骑赤兔追风，驰驱时无忘赤帝，青灯观青史、仗青龙偃月，隐微处不愧青天。”
孙权害死关羽后，顺利收复了荆襄之地，他犒赏三军，设宴大会众将庆祝。他让吕蒙坐在上位，看着众将说：“我长久以来都没能得到荆州，如今轻而易举地拿下，这全是子明的功劳。” 吕蒙再三谦逊推辞。孙权又说：“昔日周郎雄才大略，在赤壁大破曹操，可惜英年早逝，鲁子敬接替了他。子敬初次见我时，便谈及帝王大略，这是一大快事；曹操东下时，众人都劝我投降，只有子敬劝我召回公瑾迎击曹操，这是第二件快事；只是他劝我把荆州借给刘备，这是他的一个短处。如今子明设计定谋，一举夺取荆州，比子敬、周郎强多了！” 说完，亲自斟酒赏赐给吕蒙。吕蒙接过酒正要喝，忽然将酒杯扔到地上，一手揪住孙权，厉声大骂：“碧眼小儿！紫髯鼠辈！你还认识我吗？” 众将大惊，赶忙上前营救。吕蒙推倒孙权，大步走到孙权的座位上坐下，两眉倒竖，双眼圆睁，大声喝道：“我自破黄巾以来，纵横天下三十多年，如今却被你这奸贼用计谋害。我活着不能吃你的肉，死了也要追讨你的魂魄！我是汉寿亭侯关云长！” 孙权大惊失色，慌忙率领大小将士，全都下拜。只见吕蒙倒在地上，七窍流血而死。众将看到这一幕，无不恐惧。孙权将吕蒙的尸首入棺安葬，追赠他为南郡太守、孱陵侯，让他的儿子吕霸承袭爵位。孙权从此对关羽显圣一事深感惊讶。