建安二十四年，关羽进攻樊城，曾水淹于禁七军，军威大振，曹操曾议迁都以避其锋芒。建安二十四年（219）十月，吴国大将吕蒙乘关羽与樊城守将曹仁对峙之时偷袭荆州，攻占了关羽的大本营江陵。关羽两面受敌，急忙从樊城撤兵西还，驻扎在麦城。吕蒙采取分化瓦解的策略，使关羽的将士无心恋战，逐渐离散。关羽孤立无援，坚守麦城。孙权派人诱降关羽，关羽伪称投降，在城头立幡旗，假做军士，自己却逃走，只有十多骑跟随。孙权派朱然、潘璋断了关羽各路，在临沮捉获关羽和其子关平，随即将其处死。

麦城在湖北省当阳市两河乡境内，距平阳镇20余公里。为东周时楚国重要城邑，隋开皇十八年（公元593年）昭丘县治所在地。清同治《当阳县志》记载：“麦城在县东南五十里，沮漳二水之间，传楚昭王所筑。三国时，关羽为孙权所袭，败走麦城即此”。

建安十六年（211年）十二月，刘备带兵入巴蜀，取益州，关羽留守荆州。益州既平，关羽得赐金五百斤、银千斤、钱五千万、锦千匹。荆州包括南阳、南郡、江夏、武陵、长沙、桂阳、零陵七个郡，是曹操、刘备、孙权三方必争的战略要地。赤壁之战后，曹操还占据着南阳郡和南郡的北部，孙权占据着江夏郡和南郡的南部。所谓“借荆州”，就是孙权将自己占据的南郡南部借给刘备。刘备取得益州的第二年（215年），孙权便派诸葛瑾为使去跟刘备商量，要求把荆州南部的几个郡归还东吴。刘备托辞拒绝，孙权就派去一批官吏，接收长沙、零陵、桂阳三个郡。关羽坚决不让，将孙权派来的官吏全部轰了回去。孙权一怒，马上派吕蒙率领两万兵马用武力接收这三个郡。吕蒙夺得了长沙、桂阳两郡后，刘备急忙亲率五万大军下公安，派关羽带领三万兵马到益阳去夺回那两个郡。孙权也亲自到陆口，派鲁肃带领一万兵马扎在益阳，与关羽相拒。东吴的军队和关羽的军队都在益阳扎营下寨，彼此对峙。

鲁肃不愿意孙刘两家失和，就邀请关羽相见，双方各退兵马几百步，中间搭个供会谈用的帐篷。赴会的将军只准许带防身的单刀，不准带士兵。关羽接到邀请，带着随身的卫士周仓毅然赴会。这就是有名的“单刀赴会”。会谈一开始，鲁肃就责问关羽为什么不把长沙、零陵、桂阳三个郡还给东吴。关羽说：“乌林之役（即赤壁之战，乌林在赤壁对岸，故有此说），左将军（指刘备）亲自作战，与东吴共同破敌，难道说他夺下来的土地连一块也不应该得到吗？您怎么能说要把这些地方归还给东吴？”鲁肃说：“东吴国土很小，只是体念刘豫州（指刘备，当时为豫州牧）兵马很少，又被曹军打败，才让给他一个安身之地。赤壁之战以后，又把南郡借给他。现在刘豫州已经得到了益州，就该把荆州还给东吴。我们并不要求全部荆州，也不要求退还南郡，我们只要求长沙、零陵、桂阳三个郡。要是连这一点也不答应，那就太说不过去了。”这时，周仓在一旁瞪着眼睛大声说：“天下的土地，有德的都可以住，怎么能永远归一家呢？”关羽手按在刀把上，给周仓使了个眼色，故意责备他说：“这是国家大事，你懂得什么！快给我出去！”周仓会意，立即出去准备兵马接关羽。关羽也向鲁肃告别说：“您的话，我一定转告左将军，再作商议。”鲁肃也就很有礼貌地把关羽送了出去。

关羽回来后，派人向刘备汇报了这次单刀赴会的经过。刘备这时因为得知曹操正率大军进攻汉中，担心前后受敌，丢失益州，就主动向孙权请和，双方商定以湘水为界，平分荆州，湘水以东的江夏、长沙、桂阳归孙权；湘水以西的南郡、零陵、武陵归刘备。

赤壁之战后，据守荆州的关羽名为“襄阳太守”，而荆州的襄阳、樊城等重镇还控制在曹操手中。为了实现诸葛亮和刘备在《隆中对》中所筹划的跨据荆、益二州，待时机成熟时荆州军队直下宛（今河南南阳）、洛，益州军队西出秦州（今陕西南部），完成统一大业的计策，关羽一直虎视襄、樊。

建安二十四年（219年），刘备在汉中大败曹兵，曹操不得不退出汉中。于是，在手下文武官员的拥戴下，刘备自立为汉中王。任命关羽为前将军，并赐他节、钺。

是年六月，刘备继取汉中后，派孟达、刘封攻占汉中郡东部的房陵、上庸等地，势力有所扩展。七月，孙权欲攻合肥，魏军大部调动淮南防备吴军。镇守荆州的关羽，抓住战机，留南郡（治江陵，今湖北江陵）太守糜芳守江陵，将军傅士仁守公安（今湖北公安西北），自率主力北攻荆襄。

襄阳、樊城隔汉水相对，互成犄角，是曹军抗拒南军北上的战备要地。时魏镇南将军曹仁驻守樊城（今湖北襄樊），将军吕常驻襄阳。他从汉中撤军到长安后，又派平寇将军徐晃率军支援曹仁，屯于宛城（今河南南阳）。樊城之战开始后，曹操又派左将军于禁、立义将军庞德前往助守，屯驻于樊城以北。

于禁不熟悉南方的气候地理。曹仁让他和庞德屯兵于樊城以北，和城中相互呼应，他竟未考虑该处地形低下的因素，便把所率领的七支人马都带到那里驻扎。八月，连降大雨，汉水暴涨，平地水深数丈。于禁七军均被水淹，只得率少数将士避到高阜之处。关羽乘战船猛攻，于禁欲退无路，被迫投降。庞德率的一部继续顽抗，誓死奋战，从早晨一直战到中午，箭尽矢竭，就短兵相接。将士有的战死，有的投降。关羽加强了攻势，同时，水势上涨更猛，土堤淹没，曹操部队都投降了。庞德想乘船撤回曹仁大营，但水势太大，船只倾覆，被擒，不屈而死。

关羽乘胜围攻樊城，并以一部兵力包围襄阳。樊城守军仅数千人，城墙因水淹多处崩塌，曹仁曾考虑放弃樊城，被辅助曹仁的汝南太守满宠所劝止。满宠认为：“山水速疾，冀其不久。闻羽遣别将已在郏（今河南郏县）下，自许以南，百姓扰扰，羽所以不敢遂进者，恐吾军掎其后耳。今若遁去，洪河以南，非复国家有也。君宜待之”（《三国志·魏书·满宠传》）曹仁乃以必死决心，激励将士齐心协力奋勇抵御。

关羽军虽乘船猛攻，一时仍不能下。此际，魏荆州刺史胡修、南乡（治南乡，今河南淅川东南）太守傅方，均降于关羽，陆浑（今河南嵩县东北）人孙狼等，亦杀官起兵，响应关羽，关羽声势一时“威震华夏”（《三国志·蜀书·关羽传》）。

曹操感到威胁，一度准备迁都，被丞相司马懿及曹椽蒋济谏止。他们认为：“禁等为水所没，非战守之所失，于国家大计未有所损，而便迁都，既示敌以弱，又淮沔之人大不安矣。孙权、刘备，外亲内疏，羽之得意，权所不愿也。可喻权所，令掎其后，则樊围自解”（《晋书·宣帝传》）。

曹操采纳了这一利用矛盾破坏孙、刘联盟，以坐收渔翁之利的策略，派使者去见孙权。同时指令徐晃率军援救曹仁。徐晃进至阳陵陂（樊城北），曹操派将军徐商、吕建传令：必须待后续援军会齐后方可进击。时关羽前部屯偃城（樊城北约五里），徐晃佯筑长堑，示以将切断蜀军后路。蜀军惧被围，烧营撤走，徐晃军进据偃城，渐向围城蜀军逼近。

当初，诸葛亮在《隆中对》中说：“若跨有荆益，保其岩阻，西和诸戎，南抚彝越，外结孙权，内修政理。待天下有变，则命一早将将荆州之兵以向宛洛。将军（刘备）身率益州之众以出秦川，百姓有不箪食壶浆以迎将军者乎？”（《三国志·蜀书·诸葛亮传》）意思是刘备在取得荆、益二州建立基业之后，一定要外结孙权，形成巩固的联盟，然后才能北定中原。可见，孙刘结盟是刘备北定中原的基础。然而，这联盟却因为几个原因，出现了明显的裂痕：

一是在荆州的所有权问题上。荆州位于长江中游，北据汉沔，利尽南海，东连吴会，西通巴蜀，对孙、刘、曹三家均有重要的战略意义。曹操曾想占据荆州，统一天下，但赤壁一战使他美梦成空；孙氏集团一向认为荆州是必争之地。因为荆州据上游之重，只要操在别人手里，自己则处于被动地位。赤壁之战结束，为了继续联刘抗曹，不得已，只好暂借荆州给刘备。可刘备取得益州后，却无归还荆州之意。

二是关羽缺乏对孙刘联盟的正确认识。他自恃勇武，对孙氏集团始终踞傲不敬。鲁肃与他单刀相会，讨要荆州，他尽管理亏，但仍然不肯从两家联合的角度着眼来妥善解决问题。孙权派使者为自己的儿子向关羽的女儿求婚，关羽不但不应许亲事，反而诟骂孙权为犬，双方关系越来越僵。

三是东吴臣子中，从大局出发，认为应与刘备集团修好、共拒曹操的鲁肃已经去世，而其他臣子，如代替鲁肃统兵的吕蒙，就认为关羽平素骁勇善战，且有兼并吴国的雄心，所以，要求出兵对付关羽。他说：“且羽君臣，矜其诈力，所在反复，不可以腹心待也”（《三国志·吴书·吕蒙传》）。所以 孙权得到曹操的信后，欣然允诺。他召吕蒙回建业，共商夺取南郡的计划。关羽也知孙刘联盟不巩固，这时既要夺取樊城，又得防备孙权偷袭荆州。他看到东吴大将吕蒙屯兵陆口，就再三嘱咐麋芳和傅士仁小心镇守荆州，并将大部分军队留在南郡，还沿江设防，二三十里设一个岗楼，建起烽火台。吕蒙探知关羽防守严密，无懈可击，就佯称病重，上书给孙权，要求回去疗养。孙权公开发布命令，调吕蒙回建业养病。吕蒙推荐陆逊代替自己。当时，陆逊年少多才却无名望，正任定威校尉。孙权便任命他为偏将军、右部督，接替吕蒙。陆逊到任后，派使者给关羽送去了礼物和一封信，信上恭维关羽水淹七军，功过晋文公的城濮之战和韩信的背水破赵，还勉励关羽发挥威力，夺取彻底胜利。关羽看到陆逊是个无名晚辈，对自己又如此恭敬、诚恳，就大胆放心，把荆州大部分军队陆续调到了樊城，打算趁徐晃的兵马还未赶到，大水又未完全退去，先攻下樊城。他亲自督战，加紧攻城，而曹仁依旧坚守。陆逊把关羽人马的调动情况详细地报告给孙权，且说明了自己的看法，认为关羽可一战而擒。

关羽在襄樊的兵马越来越多，加上新得于禁降军数万人，粮食匮乏。他责备南郡太守麋芳和傅士仁的粮草运送跟不上，大怒说：“还当治之”（《三国志·蜀书·关羽传》），二人于是存有叛心。后关羽为解燃眉之急，竟擅自强占东吴贮藏在湘关的粮食。孙权得知此事，觉时机成熟，便命吕蒙为大都督，发兵袭击关羽的后方。

是年十一月，吕蒙率军隐蔽前出，进至寻阳（今湖北广济东北），把精锐士卒埋伏在伪装的商船中，令将士身穿白衣，化装成商人，募百姓摇橹划桨，昼夜兼程，溯江急驶，直向江陵进袭，一切都进行得十分隐蔽和诡秘。驻守江防的蜀军士兵被伪装的吴军所骗，猝不及防，全部被俘虏，江陵城内空虚，陷入混乱。吕蒙先让原骑都尉虞翻写信诱降驻守公安（今湖北公安北）的蜀将傅士仁，又使傅士仁引吴军迫降守江陵的蜀南郡太守糜芳。二人平时就因为关羽对他们傲慢而心怀不满，这次又听说关羽回来要惩治他们，更是内心恐惧，于是在东吴大军兵临城下的情况下，献城出迎。吕蒙遂率大军进据江陵，从而，一举夺回蜀长期占据的荆州。吕蒙进占江陵后，尽得关羽及其将领的家属。他对他们加以优待和抚慰，并下令军中不得侵扰百姓，还对全城百姓表示关心，给有病的送医药，给饥寒者赐衣粮，使城内秩序迅速恢复。而骄傲轻敌的关羽，对吕蒙的袭击行动竟一无所觉。

曹操使者返回洛阳，带来孙权密信，说即派兵西上袭击关羽，但请保密，以防关羽得知有备。曹操部属多数认为应代孙权保密。谋士董昭独持异议，认为应佯允保密而暗予泄漏。关羽知孙权来攻，如撤兵回防，则樊城之围自解。关羽南返与孙权交战，两敌相斗，正好坐收渔利。若为其保密，使孙权得势，对我并不有利。再者，被围将士久不见救，担心缺粮产生恐慌，一旦发生意外，局面将难以收拾。故应以泄密为好。曹操采纳董昭意见，令徐晃用箭将孙权密信内容，分别射入樊城及关羽营中。被围魏军得信后，士气倍增，防守更坚；关羽得信后，则既恐腹背受敌，又不愿前功尽弃，同时判断江陵、公安城防坚固，吴军若真来攻，一时不可能攻克，因而处于徘徊犹豫，进退两难的境地。此时，曹操已率主力由洛阳进抵摩陂（今河南郏县东南），并已先后派殷署、朱盖等12营兵进至偃城，归徐晃指挥。关羽军主力屯围头，一部屯四冢。徐晃以声东击西战术，扬言欲攻围头，却出其不意突袭四冢。关羽恐四冢有失，自率步骑5000出战，被徐晃击败，当其退走营寨时，徐晃率军穷追不舍，紧随其后冲入营内。当时关羽营寨，外围深壕及鹿角十重，障碍设施极为严密，若从营外强攻极为困难。现乘其军陷于混乱之机，由内突袭，一举大破之，杀降蜀之胡修、傅方。时关羽惊悉江陵失守，遂撤围退走，樊城围解。曹仁部将多欲乘胜追击，参军赵俨认为，应保留关羽一定实力与孙权作战，不宜追击。曹仁同意赵俨看法，未部署追击。曹操得知关羽撤退消息后，果然派人传达命令，不许追击关羽。

当关羽撤军而回时，孙权已先到达江陵，派陆逊攻占夷陵（今湖北宜昌）、秭归（今湖北秭归），切断关羽入川退路。在回军途中，关羽多次派人到江陵探问消息。每次，吕蒙都礼待来使，并让使者周游城中。使者回到关羽军中，将士们知道家门无恙，斗志尽失，多数都半途而逃。关羽自知势孤，派人向驻扎上庸的蜀将刘封、孟达求援，二人以以上庸新定为由，拒绝支援。关羽陷于进退失据，腹背受敌的困境，遂西走麦城（今湖北当阳东南）。这时，陆逊乘胜西进，夺取了宜都。关羽看到麦城东、西、南三面全是敌人，而援兵又迟迟不到，决定突围回西川。

吕蒙知关羽兵少，料到他要逃走必然走麦城北边的通西川的小道，就事先派兵埋伏。十二月，孙权派使者到麦城劝关羽投降。关羽提出叫吴军退兵十里，然后在南门相见。吕蒙果然退兵十里，等候关羽投降。关羽及其子关平趁机带着十几个骑兵，偷偷地出北门向西逃去，被吴将潘璋的部将马忠设绊马索埋伏而擒获，与其子关平一起被杀，死时年约五十八岁。刘禅追谥关羽为壮缪侯，其子关兴嗣。

《三国志·关张马黄赵传》中论及关羽与张飞：“关羽、张飞皆称万人之敌，为世虎臣。羽报效曹公，飞义释严颜，并有国士之风。然羽刚而自矜，飞暴而无恩，以短取败，理数之常也。”还说：“羽善待士卒而骄于士大夫，飞爱敬君子而不恤小人。”的确如此。