Sau đó Tề và Lỗ giảng hòa. Tháng 4 năm 694 TCN, Lỗ Hoàn công cùng vợ sang thăm nước Tề, dù có lời can ngăn nhưng ông không nghe theo[1]. Phu nhân Văn Khương trước khi lấy ông đã thông dâm với Tề Tương công, dù hai người là anh em ruột[2][7][8]. Hai vua gặp nhau ở đất Lạc. Tề Tương công gặp lại em gái, hai người lại lén tư thông. Lỗ Hoàn công biết chuyện rất giận, trách mắng Văn Khương và nói rằng thế tử Đồng không phải con mình mà là con vua Tề[9].

Văn Khương nói lại với Tề Tương công. Vua Tề xấu hổ, tính chuyện giết Lỗ Hoàn công, bèn mời ông đến dự tiệc, chuốc cho ông uống say. Sau đó Tương công sai lực sĩ Bành Sinh đưa Lỗ Hoàn công ra xe và dặn giết Hoàn công. Bành Sinh bế ông lên xe, nhân đó bóp gãy xương sườn giết chết ông[1][2][8].

Khi xe Lỗ Hoàn công về đến nước, mọi người thấy vua Lỗ đã chết, người nước Lỗ rất tức giận trước tội ác của Tương công, nên trách nước Tề. Tề Tương công bèn quy tội cho Bành Sinh, ra lệnh giết Bành Sinh để xin lỗi nước Lỗ[7].

Lỗ Hoàn công làm vua được 18 năm. Người nước Lỗ lập thế tử Đồng năm đó 13 tuổi lên nối ngôi, tức là Lỗ Trang công[1][2][8].