Вночі римляни зуміли непомітно для городян піднятися на стіни фортеці і проникнути в Сіракузи. У місті була ще одна, внутрішня, стіна, але це лише на час відтягнув розв'язку. Незабаром Марцелл вдалося таємно зв'язатися з прихильниками Риму у внутрішньому місті, що зробили сприяння римлянам. Після цього почалася страшна різанина, жертвою якої став і Архімед. Пізні римські історики, особливо Плутарх, прагнули всіляко пом'якшити опис розправи римлян над місцевими жителями і, зокрема, приписати полководцю Марцелл спробу врятувати Архімеда від смерті.
Архімед зображений людиною не від світу цього - нібито створював свої чудо-машини просто з любові до мистецтва і не цікавився тим, проти кого вони використовуються. Більш того, навіть коли римляни увірвалися в місто і почали проводити масові вбивства, Архімед ніби й не почув, що діється навколо, і спокійнісінько продовжував займатися своїми дослідженнями.
За однією версією, Архімед, який малював щось прямо на землі, сказав, що підійшов до нього римському воїну: «Не чіпай моїх креслень!» - і був тут же убитий на місці. Плутарх наводить три інших, ще більш зворушливих розповіді.
Варіант 1. До Архімеда з'явився римський воїн і зажадав слідувати за ним до Марцелл. Вчений попросив почекати, поки він не закінчить доказ якоїсь теореми, і був за це убитий.
Варіант 2. Воїн просто прийшов в будинок Архімеда з метою вбивати і грабувати. Вчений попросив почекати, поки він закінчить рішення задачі, але римлянин пронизав його мечем.
Варіант 3. Архімед сам, зібравши математичні інструменти, попрямував до Марцелл, але зустрілися йому на шляху римські воїни вважали, що в його ящику золото, і вбили вченого, щоб забрати багатство собі.
Всі ці версії вкрай малоймовірні, оскільки відображають прагнення істориків римської епохи згладити реально існуючі протиріччя: мовляв, римський полководець прагнув врятувати великого вченого, людини аполітичного і мало не лояльного римлянам, але випадковість цьому перешкодила.
Справа, швидше за все, йшла прямо протилежним чином. Архімед напевно підтримував політичну лінію свого родича - царя Гієрона II, майже все своє життя присвятив боротьбі з Римом. І вже, звичайно, творець грізних знарядь не міг на годину страшної небезпеки для його міста самоусунутися від того, що було його моральним обов'язком, - навчити своїх співгромадян користуватися створеними ним машинами. Більш того, з описів війни слід, що оборона Сіракуз була організована вміло і чітко, що жителі міста прекрасно опанували навичками управління машинами Архімеда. Тому правильніше думати, що він насправді керував обороною міста. Про це прямо говорить Полібій, найраніший і найбільш достовірне з римських істориків.
У 75 році до н. е. через 137 років після смерті Архімеда, римський політик і філософ Цицерон знайшов в Сіракузах на покинутому пустирі його надгробок, на якому були зображені циліндр і вписана в нього сфера. При цьому ніхто з жителів тодішніх Сіракуз нічого не знав про могилу Архімеда. Чи не тому, що за часів римського панування згадувати про людину, що боровся з римлянами, було небезпечно.