九月，司马颖等人于途中不幸被顿丘太守冯嵩所抓获，并送到邺城交范阳王司马虓处置，虓只将其父子囚禁，但是并不忍心将司马颖等加害。一个多月后，司空、范阳王司马虓暴毙，司马虓的长史刘舆想到司马颖在邺城素有威望，担忧留司马颖在邺将成为后患，就秘不发丧，而且令人装扮台使，矫晋惠帝诏书赐司马颖死。司马颖被看守他的人田徽缢死，时年二十八。他的两位儿子也被杀。

司马颖死后，官属争相奔散，惟独卢志随从不怠。其后汲桑杀害东赢公司马腾，号称为颖报仇，于是起出司马颖的棺木，带着它行军，每有事都启奏司马颖，以行军令。后来汲桑被打败，放棺木于旧水井中。司马颖旧臣收了棺木，改葬于洛阳，晋怀帝加县王礼节。

司马颖死后数年，开封地区有传司马颖有一个十余岁的儿子，流离在百姓家，东海王越遣人杀了他。永嘉年间，立东莱王司马蕤子司马遵为司马颖嗣，封华容县王。