Després del saqueig de Troia, segons una tradició, va ser decapitada davant la tomba d'Aquil·les pel fill d'aquest, Neoptòlem, igual que el seu pare el rei de Troia, Príam. Aquesta versió la segueixen els poetes tràgics, especialment Eurípides, que comenta que el sacrifici tenia per objecte propiciar una travessia sense problemes a les naus gregues de retorn a la pàtria. Una altra versió deia que Políxena havia estat ferida per Diomedes i Odisseu, durant l'assalt a Troia, i que va morir per les seves ferides. Neoptòlem li va donar sepultura.