Битва при Сармизеджетусе состоялась в июне – июле 106 года. Это решающее сражение, в котором Децебал защищал столицу Дакии, организовав сопротивление против римской армии императора Траяна.

Децебал не стал выполнять условия договора, заключенного с римлянами в 102 году, и вследствие этого римский сенат объявил ему войну, а император лично возглавил армию в кампании против даков: «тогда сенат вновь объявил его врагом, и Траян, не доверяя командование другим военачальникам, предпринял против него новую войну», - писал историк Дион Кассий.

Римская армия под руководством императора переправилась через Дунай у Дробеты по мосту, построенным Аполлодором Дамасским. Войско численностью 200 000 человек двинулось дальше к Сармизеджетусе, столице королевства даков.

Децебал применил тактику изматывания врага, атакуя в горных ущельях: сцены на Колонне Траяна представляют битвы в горах, атаки даков и сожжение крепостей римлянами. Сармизеджетуса была осаждена армией Траяна. Римляне использовали боевые машины для разрушения крепостных стен. Даки со стен бросали в них камни, булыжники и кипящую воду. Но Траян приказал перекрыть пути водоснабжения и защитники крепости остались без воды. После того как сгорело большинство строений, чтобы не попасть в плен римлянам, Децебал решил покинуть крепость и вместе с немногими выжившими продолжить сопротивление. Римские войска вошли в дакскую святыню, где принесли Траяну императорские почести, затем полностью разрушили крепость.

Децебал и многие верные ему люди во время осады спаслись от римских легионов. Они отступили к востоку, возможно, к укреплению в Ранисторуме. Не желая стать добычей римлян, Децебал пронзил себя мечом: "Децебал же, после того как и его столица, и вся страна были захвачены, а ему самому грозила опасность попасть в плен, покончил с собой", - рассказывает Дион Кассий. Голову Децебала отвезли в Ранисторум, чтобы показать ее солдатам, затем в Рим, где была выставлена на лестнице вздохов (Gemoniae scalae) для обозрения жителям столицы империи. Смерть царя предопределила исход войны: большая часть оставшихся в живых даков признали власть римского императора.

После взятия крепости Сармизеджетуса, Бицилис, один из приближенных Децебала, предал Децебала и провел римлян к дакскому сокровищу, в котором было 165 000 килограммов чистого золота и 331 000 килограммов серебра, спрятанные на дне протекающей близ столицы реки Саргеции.