孙权向吕蒙请教计策。蒙说：“我料想关某兵力不足，必定不会选择大路逃走，麦城正北有一条险峻的小路，他肯定会选择这条路逃跑。可以让朱然带领精兵五千人，埋伏在麦城北二十里处；当他们的军队到达时，不要与敌人正面交战，只需追击他们。他们肯定没有战斗的意愿，一定会逃往临沮。然后让潘璋带领精兵五百人，埋伏在临沮山僻小路上，关某就会落入我们的困境。现在派遣将士分别攻打各个城门，只让北门空出来，等待他们逃走。”权听了计策，让吕范再次卜卦。卦成，范告诉他：“这个卦象表示敌人会向西北逃走，今晚亥时必然会被擒获。”权大喜，于是命令朱然、潘璋分别带领他们的精兵，按照军令埋伏起来。
然而，关公在麦城，只剩下三百多人的马步军，粮草也已经耗尽。当夜，城外的吴军招唤各军的姓名，许多人都离城而去。援兵也迟迟没有到达。关公心中无计，对王甫说：“我后悔当初没有听从你的建议！如今情况危急，我们还能怎么办？”甫哭着告诉他：“今天的情况，就算是诸葛亮复活了，也没有任何计策可施。”赵累说：“上庸的援军没有到来，是因为刘封和孟达不动兵的缘故。为什么不放弃这座孤城，逃到西川，再组织部队来恢复势力呢？”关公说：“我也想这么做。”于是上城观察情况。他看到北门外敌军不多，就问城内的居民：“往北走的路地势如何？”他们回答说：“往北都是山僻小路，可以通向西川。”关公说：“今夜我们就走这条路。王甫劝告说：“小路可能会有埋伏，我们还是走大路吧。”关公说：“即使有埋伏，我又何惧！”然后下令马步官军整装待发，准备离开城。王甫哭着说：“君侯在路上要小心保重！我和部队的百余人，将会死守这座城；即使城破，也绝不投降！只希望君侯能尽快来援！”关公也哭着与他告别。于是留下周仓和王甫守卫麦城，关公自己带着关平和赵累引领着残余的二百多人，从北门突出。关公手持大刀勇往直前，行至深夜后，约走了二十多里，只见山凹处，鼓声和喊声震天，一支军队赶到，为首的大将是朱然，他骑着快马挺着长枪叫道：“云长，别再逃跑了！赶紧投降，免得一死！”
关公大怒，拍马持刀冲向他战斗。朱然转身逃跑，关公紧追不舍。突然，一声鼓响，四面的伏兵纷纷出现。关公不敢战斗，朝临沮小路逃去，朱然率领军队进行追杀。关公所带领的士兵渐渐减少。跑了四五里，前面又响起喊声，火光冲天，潘璋骑马挥舞着刀杀过来。关公大怒，与他交战，只经过三次交手，潘璋就败退了。关公不敢停留，急忙朝山路逃去。背后关平赶来报告说赵累已经死在混乱的军队中。关公极度悲痛，命令关平断后，自己在前面开路，只剩下十余人随行。走到决石处，两边是山，山边长满芦苇和草，杂树丛生。此时已是天亮将尽。正在奔逃之际，突然一声喊声响起，两侧的伏兵全部出动，他们举起长钩和套索，一齐发动，先将关公的马绊倒。关公翻身落马，被潘璋的部将马忠擒获。关平得知父亲被俘，急忙赶来救援，但潘璋和朱然率兵将他围住。关平孤身独战，最终力竭被擒。天亮时，孙权得知关公父子已被擒获，非常高兴，召集众将在帐中商议。
马忠将关公带到前面，孙权说：“我一直钦佩将军的盛德，想要与将军结好，为何要背叛我呢？将军以前自认为无敌，如今怎么被我俘虏了呢？将军今天是否愿意归服孙权？”关公厉声骂道：“碧眼小儿，紫髯鼠辈！我与刘备桃园结义，誓扶持汉室，岂会与你们这些叛汉之贼为伍！我今天误中奸计，有死就死了，何必多说！”孙权回头看着众官说：“云长是个世间的豪杰，我非常喜欢他。现在想以礼相待，劝他归降，你们觉得如何？”主簿左咸说：“不可。曹操当年得到他时，封他为侯，赐予爵位，每三天宴请一次，每五天大宴一次，上马时提金，下马时提银：如此恩礼，最终还是离开了，听任他斩杀关羽，致使今天被逼至此，几乎要迁都以躲避他的锋芒。
现在主公既然俘虏了他，如果不立即除掉他，恐怕会带来后患。”孙权沉吟了一会儿，说：“这话说得对。”于是下令将关公推出。关公父子都被杀害。当时是建安二十四年冬十二月。关公去世时，已经五十八岁。后人有诗叹道：“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。”还有诗说：“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。”关公去世后，他所骑的赤兔马被马忠所获，献给了孙权。权立即赐给马忠骑坐。然而，这匹马数日不吃草料而死了。
然后王甫在麦城里，惊恐不已，问周仓说：“昨晚我梦见主公浑身血污，站在我面前，我急忙问他，突然惊醒。不知道主公是吉是凶？”就在他们说话之际，突然有人报告说吴军已经到了城下，带着关公父子的首级来投降。王甫和周仓大惊，急忙登上城墙查看，果然是关公父子的首级。王甫大声呼喊一声，从城墙上跌下去而死。周仓则自刎而死。于是麦城也归属于东吴。
然而关公的魂魄不散，漂浮不定，直到一处山，那是荆门州当阳县的一座山，名叫玉泉山。山上有一位老僧，法名普净，原本是汜水关镇国寺的长老。后来他云游四方，来到了这个地方，看到山清水秀，就在这里结草为庵，每天静坐修行，身边只有一个小行者，靠化饭度日。那天晚上月明风清，已经过了三更，普净正在庵中默坐，忽然听到空中有人大声喊叫：“还我头来！”普净仰头仔细看，只见空中有一个人，骑着赤兔马，手持青龙刀，左边有一个白面将军，右边有一个黑脸虬髯之人，一起飞下云头，来到玉泉山顶。普净认出是关公，于是用手中的麈尾击打庵门，说道：“云长，你安在？”关公的灵魂顿悟，立即下马飞落到庵前，双手叉腰问道：“我师是何人？请告知法号。”
普净说：“我是老僧普净，曾经在汜水关前的镇国寺里，与将军相见过，今天难道将此事忘记了吗？”关公说：“曾经得到你的救助，深感感激不尽。如今我已经遇害而死，希望能够得到你的指点，指引我迷途。”普净说：“过去的已经过去，不必再谈；后果由前因决定，我们都不可违背。现在将军被吕蒙害死，大呼‘还我头来’，那颜良、文丑等人的头又应该向谁索回呢？”关公恍然大悟，向普净鞠躬致敬并离去。后来他多次在玉泉山显圣护民，当地人民感激他的恩德，在山顶上建立了庙宇，每年四季都会举行祭祀。后人在庙宇上题写了一副对联：“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。”
然后孙权害了关公之后，便将荆襄之地全部收复，奖赏三军，并设宴大会，庆祝胜利；并将吕蒙提拔到高位，对众将说：“我长久以来一直得不到荆州，现在却轻而易举地得到了，这都是子明的功劳。”吕蒙再三谢辞。孙权说：“昔日周瑜英勇过人，击败曹操于赤壁，可惜英年早逝，鲁子敬代之。我初次见到子敬时，就感受到他的帝王才略，这是一种快乐；当曹操东下时，大家都劝我投降，只有子敬劝我召公瑾去迎击他，这是另一种快乐；只是劝我借荆州给刘备，这是他的一大短处。而如今子明策划谋略，成功夺取了荆州，胜过子敬、周瑜多了！”于是亲自为吕蒙倒酒。
吕蒙接过酒欲饮，突然将酒杯摔在地上，一手抓住孙权，厉声大骂道：“碧眼小儿！紫髯鼠辈！你还认识我吗？”众将大惊，急忙前来救援，吕蒙推倒孙权，大步向前，坐在孙权的位子上，两眉倒竖，双眼圆睁，大声喊道：“我自破黄巾以来，横行天下三十多年，今日竟被你用阴谋诡计算计了我！我活着不能啖你的肉，死后必追吕贼的魂魄！我就是汉寿亭侯关云长！”孙权大惊，慌忙率领大小将士，都跪拜在地。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。孙权将吕蒙的尸体，安葬在棺材中，并赠予南郡太守、孱陵侯的称号；命令他的儿子吕霸继承爵位。孙权从此对关公之事感到惊奇和惊讶。