Para rechazar los asaltos que padecía la ciudad (julio del 1714), organizó, junto con Josep Bellver, una salida rápida, que fue rechazada por las tropas francesas al mando del duque de Berwick, que había sustituido a Popoli al mando del sitio.

Pese a las seguridades dadas en esta por las fuerzas borbónicas atacantes, los veinticinco líderes militares de la defensa de Barcelona, entre los que se encontraba el mismo Villarroel herido, fueron encarcelados.

Respecto a sus últimos años y muerte existen dos versiones diferentes.

Según esta versión Villarroel vivió dignamente y con tranquilidad en tierras castellanas hasta su muerte en 1742.

Por otro lado, los historiadores Antoni Muñoz y Josep Catà defienden en una obra de 2009 que Villarroel fue trasladado a La Coruña un mes más tarde de su llegada a Alicante.

Allí habría sido encarcelado en condiciones durísimas, dado que supuestamente el agua entraba en su celda con las mareas, lo que le habría provocado una parálisis en ambas piernas.