关羽在襄樊失败后，无家可归，最终穷途末路，为孙权军所擒，和长子关平于临沮被害，首级还被孙权献给了曹操。
现在有一些人因为《三国演义》等书籍和影视的影响，认为关羽丧命的原因之一就是刘封、孟达等人拒绝救援，而历史上关羽也的确数次遣使请求刘封等人出兵，不过关羽并不是在南郡沦陷之后才开始向刘封求援的，而是在襄樊会战不久，关羽就已经不断要求刘封等人派出援兵，在南郡沦陷之后，关羽可能再次求援过。
在襄樊会战之中关羽本身兵力有限，所以他寻求刘封等人的支援是很正常的一件事，不过被刘封和孟达却以上庸三郡占领不久，不敢轻易离开为由拒绝。
后来刘封因为拒绝救援关羽被责备，甚至最终丧命，也不能说是完全无辜。
吕蒙在进入江陵后将关羽部下的家属全部抓获，厚加抚慰，并下令军中，不得骚扰百姓，不得擅人民家有所索取。
当时吕蒙手下有一个汝南籍的军士，相传是吕蒙的堂弟，拿了民家一斗笠，来覆盖官府的铠甲。吕蒙认为，铠甲虽是公家器物，但擅取民家斗笠还是犯了军令。挥泪将他斩首。于是军中震栗，以致路不拾遗，江陵百姓也对吕蒙大为归心。
吕蒙还派人早晚慰问年长之人，关心他们的生活，补给不足。若有人生病，就送去医药，有人饥寒，就送去粮食和衣服。关羽府库中的财宝，吕蒙一毫不取，全部封存等待孙权前来处置。
当时关羽已被徐晃击败，闻江陵失守，更是惊慌，急忙撤军而回。回军途中，数次派人与蒙吕蒙联络，吕蒙热情接待关羽派来的使者，带他到城中周游，让他到将士们家中去慰问，于是，有的人亲笔写信，说得到吕蒙厚待。关羽的使者回到关羽军中后，将士们私下里互相探询，都知道家中安然无恙，所受的待遇比过去更好，故此关羽全军将士失去了斗志。
此时关羽已经尽失军心，再无与吕蒙一战之力，正逢孙权大军紧接着来到江陵，关羽自知势孤力穷，于是逃往麦城，西行到漳乡，兵士们都离开关羽投降孙权。
关羽退守麦城后。孙权派人诱降，关羽伪装投降，把幡旗做成人像立在城墙上，然后逃遁，士兵都跑散了。跟随他的只有十余名骑兵。
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）。”
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。
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。
