Les derniers mois sont assez mal connus. Antoine retourne en Égypte et ne prend pratiquement aucune mesure pour lutter contre l'avancée de plus en plus triomphale d'Octave. Il consume ses forces en banquets, beuveries et fêtes somptueuses sans se soucier de la situation. Que fait Cléopâtre ? Les sources manquent. Certaines affirment qu'elle cherche à séduire Octave. L'anecdote est-elle crédible ? Difficile à dire. Il est probable que les charmes de la reine approchant de la quarantaine et après au moins quatre maternités avaient faibli. Il semble qu'elle ait surtout cherché à mettre Césarion à l'abri en l'expédiant à Méroé, au Soudan.
Vers août -30 Octave arrive à Alexandrie. À la fausse annonce du suicide de Cléopâtre, Marc Antoine met fin à ses jours en se jetant sur son épée. Mourant, il est transporté par Cléopâtre dans son propre tombeau. Celle-ci est conduite devant Octave, qui la laisse se retirer avec ses servantes. Cette attitude est curieuse de la part du futur Auguste car il semble ne prendre aucune précaution pour prévenir un suicide de la reine, dont il a pourtant besoin pour figurer à son triomphe. Craint-il qu'à l'instar de sa s½ur Arsinoé, figurant au triomphe de Jules César en -46, elle n'inspire aux Romains que compassion plutôt que haine? Il n'est pas impossible qu'Octave ait espéré le suicide de Cléopâtre, qui pouvait passer pour une lâcheté supplémentaire, accréditant la thèse défendue par sa propre propagande. Cela dit il est difficile de connaître la vérité. Suétone en effet affirme qu'Octave au contraire souhaite maintenir la reine en vie et qu'il tente de la faire sauver. Plutarque dresse un récit saisissant et mélodramatique du suicide de la reine. Avec ses deux plus fidèles servantes, Iras et Charmiane, Cléopâtre se donne la mort, le 12 août -30, en se faisant porter un panier de figues contenant deux aspics venimeux. Cette version est la plus courante. Pour E. Will, ce serait peut-être une nouvelle preuve de l'attachement de la reine aux traditions égyptiennes car la morsure de l'uræus passait pour conférer l'immortalité. D'autres historiens, comme M. Le Glay, ont souligné les invraisemblances de ce récit, qui serait un nouvel avatar de la propagande octavienne. En effet, il néglige l'âge de Cléopâtre (39 ans) et le fait qu'elle avait alors quatre enfants. Si Césarion est exécuté sur ordre d'Octave, les trois autres enfants d'Antoine et Cléopâtre sont emmenés à Rome et élevés par Octavie, restée fidèle à la mémoire de son mari. Cléopâtre Séléné épouse plus tard le roi et savant berbère Juba II de Maurétanie, comme elle orphelin de guerre élevé à Rome, ce à quoi nous devons le beau buste de Cherchell qui représente sa mère. On ne sait pas ce que devint Alexandre Hélios, qui survécut peut-être dans l'obscurité.