孙权任命吕蒙为南郡太守，封孱陵侯，赏赐给他一亿钱，五百斤黄金；又晋封潘濬为奋威将军，封常迁亭侯。陆逊在占领宜都后，又派遣将军李异、谢旌等将率领三千人继续西进，进攻刘备部将詹晏、陈凤，李异率领水军，谢旌率领步兵，切断了二将的归路，将蜀军击败，生擒陈凤；陆逊又进攻蜀房陵太守邓辅、南乡太守郭睦，全部将其击败；秭归当地豪强文布、邓凯等人召集数千山蛮军队，陆逊命令谢旌率军讨伐，文布、邓凯二人逃脱，刘备任命二人为将，陆逊派人招诱，文布率众投降。陆逊前前后后斩杀、俘虏、招降的有数万人，孙权又晋升其为右护军、镇西将军，进封娄侯，命其率军驻扎在夷陵（今湖北省宜昌市），把守住了峡口（西陵峡）。

关羽自知已无力与江陵的吴军抗衡，遂率部退守麦城（今湖北省当阳市东五十里，）。孙权派人前去劝降，关羽假装答应，在城墙上遍插军旗，树立草人，然后率军撤离，但是，就在撤离途中，军中哗变，士兵们一哄而散，关羽身边只剩下十几名亲信骑兵。吴军军中的吴范深通术数，在接到关羽投降信后，孙权询问吴范：“关羽果真要投降吗？”吴范回答：“他有行走之气，投降是假。”于是，孙权遂提前命令朱然、潘璋切断了关羽的必由之路，建安二十四年十二月，关羽一行在西逃途中遭遇吴军朱然、潘璋的埋伏，潘璋的司马马忠在漳乡（今湖北省当阳市东北，一说临沮，今湖北省当阳市西北）活捉了关羽及其养子关平、都督赵累等人。在吴军侦察兵察觉到关羽已弃城而逃后，孙权一直焦急地等待前方的消息，吴范说：“虽然关羽离开了麦城，但却难以逃脱厄运。”孙权询问何时能捉住关羽，吴范回答：“明天中午。”孙权下令立下刻度表静待好消息，等到第二天中午，前方还未传来消息，孙权又迫不及待地询问吴范，吴范回答：“现在还没到正午。”不一会儿，一阵风吹动帘帷，吴范拍手说道：“关羽到了！”又等片刻，外面高呼万岁，一人闯入大帐报告前方抓获了关羽。

孙权原本打算饶了关羽一命，但东吴群臣均说：“关羽狼子野心，不可豢养，将来必定会带来灾难。当年曹公没有诛杀此人，自取后患，以至于考虑要迁都。如今，岂能让其活着？”于是，孙权命令斩杀了关羽、关平、赵累等人。《三国志·关羽传》注引《蜀记》称，关羽在出兵樊城前，曾梦见有一头猪吃自己的双脚，醒来后，他对关平说：“我今年不行了，回不来了。”吕蒙的蒙字下面类似一个“豕”字，豕就是猪的意思。《古今刀剑录》称，关羽曾入山采铁，铸造了两口刀，铭文为“万人敌”，等到关羽被擒时，吝惜宝刀，遂将宝刀扔到了水中。后来，蜀国追谥关羽为壮缪（穆）侯。《谥法》：“名与实爽曰缪。言名美而实伤。”缪字不是一个好谥号，比如《旧唐书·陈叔达传》就说，陈叔达“后坐闺庭不理，为宪司所劾。朝廷惜其名臣，不欲彰其罪，听以散秩归第。九年卒，谥曰缪。”据此，人们对刘备在称王之后与关羽之间的关系产生了种种猜测，但更多的人认为，缪是穆的通假字，此处应为穆字，应是个好谥号。关羽死后，其子关兴继承了爵位，诸葛亮对关兴很看重，他十几岁就担任侍中、中监军等要职，但数年后死去；关兴的儿子关统嗣位，娶了蜀国的公主，死后，他的庶兄弟关彝继承了爵位。等到邓艾、钟会灭蜀时，庞德的儿子庞会也在军中，庞会进入成都后，灭了关羽一门。

孙权斩杀了关羽，虽然除去了大患，但又深感棘手。他下令将关羽的人头送给曹操，其目的是为了向刘备表明自己是奉曹操之名杀死的关羽，企图在刘备与曹操之间制造矛盾，同时也向刘备显示孙曹两家已经站在一个阵营了，然后，孙权以诸侯王的高规格礼仪在当阳安葬了关羽的遗骸。如今，关羽有三座坟墓，一个是洛阳的关林（埋葬关羽人头），一个是当阳的关陵（埋葬关羽身躯），一个是成都的关羽墓（埋葬关羽衣冠）。

说到关羽之死，不禁让想到从关羽围困樊城到败走麦城，其间长达半年之久，却未见成都的刘备派出一兵一卒，这引起了很多人的猜疑，甚至有人认为关羽之死与刘备、诸葛亮等人有着直接的关系，诚然，在刘备夺得益州之后，对关羽、张飞、赵云这些老将的态度发生了一丝微妙的变化，重用黄忠、魏延等人似乎就说明了这一点，而关羽又桀骜不驯，意气用事，开始不接受前将军的封号也一定令刘备不快，但这都不足以导致刘备等人真的会置关羽的死活于不顾。仔细分析下来，个人认为，导致关羽很快被杀的根本原因主要还在于刘备方面对此准备不足，事态的发展出乎了所有人的意料。史书仅仅记载，关羽于建安二十四年七月包围了樊城，但有理由相信早在三月之前刘备在汉中与曹操僵持之时，就已经下令命令关羽从荆州出兵以牵制曹操了，刘备集团命令关羽出兵北上，最初的目的是为了牵制汉中的曹操，而从事态的发展来看，也顺利达到了这一目的，虽然比较惋惜，但曹操最终还是不得不放弃了汉中，益州终于有了汉中这一屏障，刘备集团也陡然松了一口气；然而，到了八月，出现了第一个意外，那就是山洪暴发，曹军于禁等七支军队竟然不战而被洪水淹没，一时之间，关羽轻松俘获了曹军数万大军，许都周边地区不少军民纷纷响应关羽军队，关羽的声望也达到了前所未有的地位，这一点不仅关羽本人没有料到，也出乎曹操、孙权、刘备、诸葛亮等所有人的意料，因为，这纯属一场意外，根本不是关羽自己的战功。就在各方将注意力全都集中在樊城时，到这一年十一月，在曹操的劝说下，孙权采纳了吕蒙等人的计策，突然翻脸，神出鬼没地以迅速动作夺占了江陵、公安，两地陷落的消息传到关羽那里当在十一月下旬，而成都的刘备不会比关羽提前得到这个消息，这是第二个意外。谁能想到孙吴会突然翻脸？谁又能想到糜芳、傅士仁会叛变？还有谁能料到从樊城退下的关羽大军根本没有与吴军交手就会瞬间崩溃，更不要说再夺回荆州了？