I 126 f.Kr. ble Demetrios beseiret i et slag ved Damaskus. Han flyktet til Ptolemais (dagens israelske by Akko), men hans hustru Kleopatra Thea stengte byens porter for ham. Han ble drept om bord på et skip i nærheten av Tyr etter at han hustru forlatt og forrådt ham. Hans ulykkelig død etter å ha blitt tatt til fange og muligens torturert ble en passende epitet for de mange mangler i hans styre. Demetrios II var ikke i stand til å håndtere de mange trusler, innlands og utenlands, som kom mot riket, men hans rykte som grusom var antagelig ikke fortjent. Han var kun rundt 14 år da han ble kronet, og den virkelige makten lå i hendene på andre. Han ble etterfulgt av sin dronning Kleopatra Thea, og deretter av to av deres sønner, Selevkos V Filometor og Antiokos VIII Grypos. Han hadde også en datter hvor navnet ikke er kjent, og som ble giftet bort til hans fiende Fraates II av Partia.