Louis XVI. giljotiran je 21. siječnja 1792. godine, a Marie Antoinetta tada ostaje udovica Capet. Očajna i neutješna zbog muževe smrti odbijala je jesti i izlaziti iz svoje odaje a povrh toga bolovala je od tuberkuloze, navodno i raka maternice a nesigurnost povodom vlastite sudbine i nije baš pomagala.
Unatoč njenom zdravstvenom stanju, pitanje njene sudbine bilo je glavna tema na Narodnom skupu. Poneki su se zalagali za njeno smaknuće, neki da je zamijene za francuske vojnike zarobljene u ratu s Austrijom, dok su se tek rijetki zalagali da je se progna u Ameriku. Novoformirani komitet za javnu sigurnost se međutim zalagao da ju se izvede na sud i oderdi kazna, poželjno smaknuće.
Drugi prijedlog ovog komiteta bio je da se mali Louis, Antoinettin sin odvoji od majke a to se i dogodilo. Louis Charles je dan na skrb nekom građanu, ali zbog loših uvjeta života nije poživio više od jedanaest godina. Na svu sreću Marie Antoinetta nije doživjela njegovu smrt 8. lipnja 1795. godine, ali i bolje jer bi ju to uznemirilo najviše od svega.
Marie Antoinetta je 1. kolovoza 1793. godine premještena u zatvor Conciergerie u Parizu kao zatvorenik broj 280. Za vrijeme boravka u zatvoru posjećivala ju je zadnja sobarica, Rosalie Lamorliere. Unatoč mnogim planovima bijega koji su njene pristaše osmislili, ona sama protivila se bijegu jer je to smatrala nečasno, a sebe nevinom i nadala se da će je takvu vidjeti i sud.
Dovedena je pred revolucionarni tribunal 14. listopada 1793. godine. Za razliku od njenog muža kojemu je dano dosta vremena da pripremi obranu, njoj je dano manje od jednog dana a šovinistički pogledi jakobinaca prema ženama joj također nisu išli u prilog. Optužili su je da je organizirala orgije na Versaillesu, slala pronevjereni novac u rodnu Austriju, organiziranje masakra švicarskih vojnika u rujnu 1792. godine i najuvredljivije od svih optužba za incest sa svojim sinom. Ponizili se je do zadnje šiparice i slomili joj duh kojeg izlječili nebi ni deseci haljina, ruža i parfema.
Na ovu zadnju i najuvredljiviju optužbu odgovorila je ''Ako već nisam odmah odgovorila, to je zato što Priroda sama odbija odgovoriti na takvu uvredu prema jednoj majci.''
Njena je sudbina u stvari već bila zapečaćena, što je bilo i za očekivati s obzirom na to da nije bila previše popularna u to doba. Krivom je proglašena 16. listopada 1793. godine. Kada se vratila u svoju ćeliju napisala je pismo svojoj sestri po braku, Madame Elisabet u kojem je progovorila o svojoj čistoj savjesti, katoličkoj vjeri i ljubavi prema svojoj djeci.
Na isti dan kosa joj je odrezana a do mjesta egzekucije dovedena je u otvorenim kolima a ne zlatnoj kočiju u kakvoj je stigla na Versailles dvadeset i tri godine prije. u točno 12 sati i petnaest minuta pogubljena je na Trgu revolucije u Parizu. Njene zadnje riječi bile su ''Oprostite gospodine, nije bilo namjerno.'' upućene krvniku kojemu je slučajno stala na nogu. Njeno je tijelo zatim bačeno u neoznačeno grobnicu na groblju Madeleine.
Koliko joj je život bio posut ružama i veseljem toliko joj je smrt bila gorka. Proživjela je mnogo toga u tih dvadesetak godina i sazrijela u jednu mudru gospođu okrenutu svojoj obitelji, a ne modi i nakitu kako su mnogi mislili. Čini se da je Versailles bio prevelik zalogaj za jednu rumenu plavokosu petnaestogodišnju djevojčicu koja je prepuna nade i očekivanja u svojim velikim plavim očima stigla na Versailles u svibnju 1770. godine.