1680年（洪化二年、康熙十九年）十月，吴世璠再逃昆明。吴世璠逃回昆明后，吴氏集团已处于崩溃之中。吴应期是吴氏集团中的一个核心人物。他从湖南逃到贵州，曾去朝见世璠，因为是自家人，留在内庭款待。在酒宴席上，应期想到这一连串的失败，眼看连自家性命也难保，便把一切责任推到方光琛身上，大骂方光琛是“首祸”，追悔莫及。夏国相等内外亲属都在场，被他这一骂，皆痛哭失声。吴应期此次随从吴世璠从贵阳逃回云南，一路上招集散逃兵士，又得一两千人，至交水（今曲靖附近交河）驻扎，没有去昆明。吴应期打算是重新集结逃散的吴军，企图回昆明搞宫廷政变，废黜吴世璠，取而代之。此时掌实权的是吴世璠的岳父郭壮图，他已掌握吴应期的动向，不待他有所行动，便跟吴将线密谋此事。策划后，吴将线便打着受郭壮图派遣的旗号，率部援贵州，至交水，骗吴应期慰劳军队，乘其无备，将其逮捕，当场用绳索勒死。郭壮图得到已处死吴应期的密报，也立即在昆明下手，把应期的两个儿子世琚和世珵一并勒死。吴应期父子一死，吴氏政权便牢牢地掌握在郭壮图手中。吴世璠还未成年，不过十五、六岁，凡事都决于他的岳父。内部倾轧，骨肉相残，进一步削弱了吴氏政权的实力，人心继续涣散下去，愈发不可收拾。

1681年（洪化三年、康熙二十年），定远平寇大将军赵良栋、彰泰、赖塔等从蜀、黔、桂三路入滇，吴世璠急令夏国相、胡国柱、马宝移阻赵良栋，郭壮图迎战蔡毓荣，蔡毓荣纵火烧林，郭壮图败退。这时清军逼近省城，吴世璠又调夏国相等人回援。吴世璠坚守五华山，拼死抵抗。清军围昆明城，两军相持数月。十月二十二日，吴将余从龙、吴成鳌悄悄出城投降，将城中虚实如数报告了清军统帅。章泰等人知城内已到了山穷水尽的地步，亲自督战，各路大军猛攻，四面逼城，又密派余从龙进城招抚。十月二十八日，吴将线、吴国柱、吴世吉、原任都统何进忠、林天擎等密谋，准备发动兵变，欲逮捕吴世璠、郭壮图献给清军。吴世璠得到这一消息，立即穿上皇帝的服装，登临大殿，举刀自刎，一刀未死，又照喉管猛刺一刀，血流如注，一头栽倒在血泊之中，死时才十六岁。他的皇后郭氏投环自缢死。宫中从死的达百余人。吴将线等拥兵闯入郭壮图家，当即杀死郭壮图心腹郭得胜。郭壮图闻变，和他的儿子郭宗汾皆自刎死。城中顿时大乱。吴将线等人又擒住吴三桂的大学土方光琛及其子方学潜、侄学方范等首要分子，接管了全城。十月二十九日，吴将线等将官打开昆明城门，向清军投降，吴世璠的首级及夏国相、马宝等人被押解到北京。历时八年的三藩之乱结束。

后人对于吴三桂的评价不一，甚至是两极化。

大部分人认为，由于他作为汉人，却与清朝勾结，导致大顺政权及南明政权等汉人政权的覆亡，加上曾杀死永历帝、明朝皇族、大臣等，故他的行为应被视为“汉奸”。因此故经常有人拿“现代吴三桂”这个称号来攻击对手。 也有人认为，在动荡的明清交际时代，吴三桂不过是忠于他和他的家族利益行事，所谓汉奸评价实在太过苛刻。更有人指撰写《圆圆曲》讥讽吴三桂的吴梅村本人，最后竟然自己去做到清廷的国子监祭酒侍讲，在道德高度上实在没有资格去写诗辱骂同样是投清的吴三桂。

现玉田县南部窝洛沽镇，仍保留着完整的《吴氏家谱》，其中记载，吴三桂引清入关的原因，皆因李自成逼迫吴三桂投降，未果，一怒之下，在北京杀吴家百余口，原文如下：“李贼进京，于宣武门外，杀吴家百余口.....”，并未闻怒发冲冠为红颜。家仇所使，这才是他引清入关的真正原因。