Римляне подошли к Сиракузам очень хорошо подготовленными: у них имелось достаточное число закаленных в боях воинов и множество кораблей, оснащенных катапультами, перекидными мостами и крючьями, а также гигантской самбукой — громадной осадной лестницей, которая устанавливалась на несколько скрепленных между собой судов и опускалась прямо на стену осаждаемого города. Подобные механизмы уже не раз приносили римской армии победу, поэтому предполагалось, что приступ вместе с приготовлениями займет всего несколько дней. Однако у стен Сиракуз римлян ожидал неприятный сюрприз.
Метательные машины Архимеда оказались столь хороши, что на суше легко забросали неприятельские войска огромными камнями и тяжелыми стрелами, причем с такого расстояния, что римские катапульты, лучники и пращники просто не могли ничем ответить. На подплывающие неприятельские корабли со стен города с помощью длинных рычагов опускались тяжелые бревна и свинцовые гири, ломающие мачты и борта. Огромные крюки на выдвижных кранах цепляли носы кораблей, приподнимали их над водой, после чего раскачивали и разбивали о прибрежные скалы либо роняли на бок. Громадную римскую самбуку удалось разнести в щепки с помощью огромных снарядов весом в десять талантов (около 250 килограммов) — против таких камней оказывались бессильными любые защитные приспособления. Число убитых и утонувших римских солдат было огромным. Попытка тайно приблизиться к сиракузским стенам ночью привела лишь к тому, что из специальных бойниц в римлян полетело множество стрел, выпущенных мощными скорпионами и другими устройствами.
Ничего подобного античный мир еще не видел, более того, многие механизмы Архимеда были отлично замаскированы и появлялись буквально ниоткуда. Римлян обуял настоящий ужас, они стали спасаться бегством едва заметив, что над стеной движется любой кусок каната или бревна. Казалось, будто сами боги выступили против них. От идеи штурма пришлось отказаться и перейти к осаде — на многие месяцы Сиракузы оказались отрезаны от мира кольцом вражеских войск и кораблей. Сил, чтобы прогнать врага у города не имелось.
Разумеется, никакие даже самые хитроумные механизмы не могли спасти жителей Сиракуз от голода. Карфаген направил им на помощь свое войско, но римляне смогли отбить внешнее нападение и не допустить подход подкреплений к осажденному городу. В отступивших карфагенских отрядах вскоре началась эпидемия, которая уничтожила почти всех воинов. Положение осажденных стало уже совершенно безнадежным, а капитуляция — лишь вопросом времени. На второй год осады во время праздника Артемиды, когда многие из защитников крепостных стен были пьяны, кто-то из предателей смог открыть врагу потайной ход в стене. Римляне ворвались в город, началась резня, в числе убитых оказался и Архимед. Римские авторы сообщают, что это произошло случайно и в суматохе, поскольку осаждавший Сиракузы полководец Марцелл будто бы велел сохранить великому математику жизнь. Архимед же, якобы, был полностью поглощён математическими размышлениями и даже не заметил начала штурма. Когда ворвались римляне, ученый закричал: «Не тронь моих чертежей!». Разъяренный легионер не понял, кто перед ним, и зарубил буйного старика.
Греческие историки, напротив, пишут о том, что римские солдаты проявляли звериную жестокость, занимаясь лишь насилием и грабежом. Никакого уважения к науке и искусству они не проявляли. Архимед же по греческой версии до конца сопротивлялся захватчикам и был зарублен потому, что легионеры испугались, будто он может применить против них еще какое-то из своих удивительных орудий. Едва ли Марцелл, хладнокровно приказавший истребить невинных женщин и детей, испытывал хоть какое-то сочувствие к ученому, который своими механизмами нанес римлянам столько вреда, погубил множество кораблей и несчетное число воинов. В те времена философия считалась у римлян вредной болтовней, а мастера-механики воспринимались кем-то средним между ремесленниками и шутами.
С точки зрения Рима царский родственник Архимед являлся бунтовщиком, поэтому лишь ближайшим родственникам было разрешено его похоронить, а всякий другой, вспоминавший о нем, рисковал навлечь на себя обвинения в неблагонадежности. Ученый был предан забвению и достаточно быстро забыт даже в Сиракузах. Более века спустя Цицерон, оказавшись на Сицилии, с большим трудом сумел отыскать могилу Архимеда, поскольку никто из местных жителей ничего о ней не знал. Поиски увенчались успехом лишь потому, что на заросшем травой могильном камне удалось разглядеть вписанный в цилиндр шар. Как и завещал ученый.