滕胤以为吕据会依期与他会合，于是继续等待，其间面色不变，谈笑如常，当时有部下劝说滕胤引兵进攻皇宫的苍龙门，驻守皇宫的禁军将士见到滕胤后，必然离开孙綝而听从滕胤的调遣，滕胤便可入据皇宫，以皇帝的名义下诏诛杀孙綝。但滕胤不敢轻易举兵包围皇宫，又仗着与吕据会依约前来支援，于是命令部下继续坚守。
不久后，吕据兵败自尽，孙綝集结军队向滕胤进攻，滕胤及其他将士等数十人战败被杀，其后孙綝下令诛灭了滕胤、吕据的三族。其妻兄镇军将军孙壹当时假节驻守夏口，因畏惧受牵连治罪而率部曲千余口逃奔曹魏。直到孙休即位诛杀孙綝后，下诏说：“诸葛恪、滕胤与吕据原来是无罪，而是受到孙峻与孙綝兄弟所残害，我为此感到痛心，希望都能为他们改葬，并加以祭祀。因为他们而牵连被流放者，都可以回来。”滕胤家族才得到平反。