Луций принял участие в битве при Тапсе, где помпеянцы понесли очередное поражение (апрель 46 года до н. э.). После этого он решил вместе с Фавстом Корнелием Суллой пробиваться через Мавретанию в Испанию, чтобы там поднять на борьбу старых сторонников. Но его полуторатысячный отряд попал в засаду к цезарианцу Публию Ситтию и был почти полностью уничтожен. Афраний оказался в плену. Спустя несколько дней во время солдатского мятежа он был убит вместе с Суллой. Светоний и Луций Анней Флор утверждают, что это была казнь, совершённая по приказу Цезаря.