Осенью разразилась чума, от которой пострадали обе стороны, как в стенах города, так и за пределами, но положение карфагенян в южном лагере у болот с плохой санитарией привело к большим потерям. Среди десятков тысяч погибших от мора оказались Гимилькон и Гиппократ. Несмотря на тяжелый удар, оставшиеся сиракузские силы организовали наступление на город в попытке прорвать блокаду. Их ободрило известие об отплытии большого карфагенского флота с южного побережья. Однако страшный шторм и решительный ответ Марцелла, который вышел в море навстречу врагу, привели к тому, что подкрепления изменили курс и направились в итальянский город Тарент, недавно сдавшийся Ганнибалу.
Услышав о том, что карфагенский флот их бросил, сиракузцы попытались начать с Марцеллом переговоры об условиях сдачи. Неудивительно, что римские дезертиры в их рядах, которых было немало, не обрадовались такому развитию событий. В результате прошла волна взаимных убийств между сторонниками и противниками переговоров, и равновесие между двумя сторонами несколько раз нарушалось в ту и другую стороны. Все больше ужасаясь уровнем недоверия и варварства, Ганнон приготовился бежать вместе с Аврелией.
Удобная возможность для Марцелла захватить весь город представилась после того, как он провел тайные переговоры с одним из командиров в Ахрадине, недовольным иберийским наемником по имени Мерик. Вскоре после того, как они пришли к соглашению, римляне одновременно ударили по Ортигии и Ахрадине. Квинт и Урций приняли в этом активное участие. Когда, как было договорено, Мерик со своими солдатами присоединился к римлянам, оставшиеся защитники Ортигии оказались в безвыходном положении. Однако, желая сохранить царскую сокровищницу для себя, Марцелл велел своим войскам на время отступить с Ортигии. Это позволило римским дезертирам, а также Ганнону с Аврелией бежать. Последних защитников Ахрадины ждала страшная судьба. Когда они открыли ворота, желая лишь сдаться, солдаты Марцелла со всей дикостью набросились на них, и мало кто из сиракузцев остался жив. Среди погибших был и знаменитый Архимед – его зарубил легионер, когда ученый чертил на земле какую-то геометрическую схему. Возмущенный Марцелл то ли казнил, то ли прогнал того легионера, а Архимеда похоронил в его семейной гробнице.
После более чем пяти веков независимости Сиракузы пали перед вторгшимися в Сицилию римлянами. Считавшийся самым большим и прекрасным из греческих городов, за время осады он был полностью разорен и разграблен. Хотя жители некоторых пригородов страшно пострадали, остальным удалось отделаться довольно легко – по стандартам тех времен. Обычно, когда город брали штурмом, всех жителей мужского пола убивали, а женщин и детей продавали в рабство.