庐江太守李膺率兵意图在渡河时突袭，但见朱桓殿后，因为忌惮他而不敢出击。是时孙权派胡综参军事。赤乌元年（238年）朱桓逝世，享年六十二岁，死时家无余财，孙权于是赐五千斛盐给朱家处理后事。儿子朱异承袭爵位。
三国演义.在《三国演义》一书中，后期战役朱桓常与全琮出阵，于第38回中首次登场。在第85回「刘先主遗诏託孤儿　诸葛亮安居平五路」中，朱桓奉命抵抗曹仁大军，时年方二十七岁，小说称其「极有胆略」。结果朱桓亲斩曹仁军前锋常雕，大败曹军，立下战功。后来，在96回「　周鲂断发赚曹休」