За этим последовала неожиданная пауза. Находившийся в Греции Октавий узнал о том, что в Италии неспокойно. Как это ни парадоксально, сам его триумф грозил обернуться катастрофой. Его собственные солдаты и те, что перешли на его сторону, услышали о победах и потребовали обещанных наград — денег и земли, угрожая в противном случае поднять мятеж. Сперва Агриппа, а за ним и сам Октавий должны были вернуться в Рим и уладить этот конфликт. Оказанный ему приём оказался не тем триумфом, на какой он мог бы рассчитывать, — в Бриндизи его встретили шествия разъярённых ветеранов.
Так Антоний и Клеопатра получили передышку на несколько месяцев, но триумвир был слишком удручён всем происходящим, чтобы воспользоваться ею. Не исключено, что его угнетённому состоянию способствовало резко изменившееся поведение Клеопатры. Царица собрала все деньги, какие только смогла. Она отослала Цезариона — вместе со своим воспитателем тот должен был подняться до верховьев Нила, пересечь пустыню до порта на Красном море и оттуда плыть в Индию. Сама она собиралась последовать за ним, и с этой целью корабли посуху, волоком доставили с берегов Нила на Красное море. Эта в буквальном смысле египетская работа была проделана впустую: едва лишь корабли вновь оказались на плаву, их сожгли племена набатийских арабов.
Осознав, что план бегства провалился, Клеопатра решила смириться и ждать решения своей участи. До тех пор, пока у неё ещё были деньги, оставалась и власть: Октавию, чтобы расплатиться со своими легионами, надо было во что бы то ни стало завладеть этими деньгами — это была его единственная надежда. Царица могла диктовать условия. Весной 30 года до н. э. Октавий предпринял новый поход на Восток. Былые союзники Антония и Клеопатры один за другим переходили на его сторону. Летом он приблизился к границам Египта. Клеопатра послала ему гонца, заявляя, что готова отречься от престола, если править страной будет позволено её детям. Антоний отправил к Октавию своего сына Антилия — тот должен был передать богатые дары и сообщить о готовности отца оставить всякую политическую деятельность. Клеопатра повторила своё предложение. Октавий оставил всё это без внимания и без ответа. Царица приказала перенести казну в заранее выстроенную усыпальницу и приготовилась предать их огню. Теперь уже настал черёд встревоженному Октавию слать к ней гонцов, чтобы убедить Клеопатру: нет нужды прибегать к таким крайним мерам, как уничтожение всех сокровищ Птолемидов. Антоний в отчаянии дал знать Октавию, что готов совершить самоубийство, если оно способно спасти Клеопатру.
Октавий был уже в предместье Александрии. Антоний атаковал его передовые части и обратил их в бегство, но эта победа уже ничего не могла изменить: на следующее утро, 1 августа 30 года до н. э., остатки египетского флота вышли из гавани и поспешно сдались римлянам. Услышав об этом, сложила оружие и конница Антония. Пехота дрогнула и в беспорядке отступила в город, преследуемая по пятам победоносной армией Октавия. Клеопатра запёрлась в усыпальнице вместе с тремя служанками. Антоний, думая, что её уже нет в живых, закололся, но умер не сразу. В эту минуту ему доставили известие о том, что царица жива. Его перенесли к склепу, подняли внутрь, и он оставался с Клеопатрой до самой своей смерти.
Вскоре туда же прибыл и сумел войти посланец Октавия. Клеопатра попыталась заколоться спрятанным в складках одеяния кинжалом, но ей не дали этого сделать. Оружие у неё отняли. Ей разрешили присутствовать при погребении Антония, но держали её под неусыпным надзором. Октавий давал понять, что сохраняет царице жизнь, намереваясь провести её в своём «триумфе» по улицам Рима. Весьма вероятно, эти слухи он распускал умышленно, чтобы ускорить её неизбежное самоубийство — если так, то уловка его удалась. Клеопатра попросила одного из стражников передать Октавию её письмо, тот подозрительно легко согласился на это и ушёл, оставив её без присмотра. В письме содержалась просьба похоронить её рядом с Антонием. Октавий отправил в усыпальницу людей узнать, что происходит (но, очевидно, не слишком спешил). Посланные им нашли царицу уже бездыханной.
То, как она покончила с собой, в точности не установлено. Плутарх читал записки её личного врача, но и тот пребывал в сомнениях. Вероятней всего, в корзине с инжиром в усыпальницу пронесли змею, укус которой и оказался смертельным, но не исключено, что Клеопатра воспользовалась загодя припасённым ядом, спрятанным в полом гребне, или уколола себя отравленной булавкой. На теле были обнаружены лишь две едва заметные ранки в области предплечья.