Pas si simple pour Antoine, héritier d’une longue lignée de catholiques. Comme un métronome, Antoine oscillait entre les deux partis à la fois religieux et politiques qui déchiraient la France. Suivant sa femme, il avait d’abord glissé vers le protestantisme. Puis, tantôt calviniste, tantôt luthérien, tantôt catholique, Antoine s’était laissé séduire par l’idée d’une réconciliation et prit dorénavant fait et cause pour la monarchie.
Ainsi, revenait-il définitivement à la religion de ses pères et dans les « petits papiers » de Catherine de Médicis dont il espérait qu’elle le nommât régent suppléant au cas où Catherine tomberait malade. N’était-il pas premier prince de sang ? A la mort de François II n’avait-il pas été nommé lieutenant général du royaume ? Et au rythme où trépassaient les Valois… Mais Catherine de Médicis n’était jamais malade et le trépas d’Antoine était pour bientôt.
Près des Andelys (Eure), Antoine assiégeait accompagné de sa maîtresse Louise de La Béraudière du Rouhet. Un matin, il eut l’imprudence de quitter le talus protégeant la tranchée pour aller se soulager d’un besoin naturel. Un coup d’arquebuse lui pulvérisa l’épaule gauche, ce qui lui aurait fait dire « ça m’apprendra à montrer mon cul aux huguenots !».
Antoine voulut se faire transporter en bateau jusqu’à Paris. Mais la blessure était plus grave qu’il n’y paraissait. Il mourut quelques jours plus tard aux Andelys en présence de Louise qui, malgré son dévouement, ne put le sauver. Elle lui ferma les yeux. Déjà on rimait :
Cy gist qui quitta Jésus-Christ
Pour un royaume par écrit
Et sa femme très vertueuse
Pour une puante morveuse.
Ainsi disparaissait celui dont souvent on dit que son seul titre de gloire fut d’être le père d'Henri IV.
Sa dépouille fut amenée jusqu'à la collégiale Saint-Georges de Vendôme, nécropole des Bourbons-Vendôme.
Sur une table en bois couverte d'un parchemin, se lisait son épitaphe (sic) :
Cy gist en sepulture Antoine de Bourbon, roi de Navarre souverain du Béarn duc de Vendôme et lieutenant general pour le roi Charles neufviesme de ce nom, lequel seigneur fut filz de tres puissant et tres magnanime prince Charles de Bourbon, premier duc de Vendosme et de Madame Françoise d'Alençon son espouze et deceda à Andelys le septieme octobre* mil cinq cens 62.
*Comme il arrive fréquemment sur les épitaphes, cette date est erronée
Avec lui reposaient, Jeanne d'Albret, son fils aîné, Henri, duc de Beaumont (1551-1553), qui serait mort asphyxié parce que sa gouvernante l'aurait maintenu trop serré dans ses langes dans une pièce surchauffée, et sa fille, Catherine de Bourbon.
A la Révolution, sa sépulture fut violée comme celles de tous les Bourbons et de tous les autres personnages inhumés en la collégiale dont il ne reste que de modestes ruines. Toutefois, des fouilles en 1934 et 1935 ont permis de retrouver des ossements jetés pêle-mêle dans un des caveaux sans qu’on puisse les authentifier. Ils furent alors replacer dans le chœur de la collégiale et s'y trouvent encore. On peut raisonnablement penser que ceux d'Antoine de Bourbon en font partie. Une nouvelle campagne de fouilles a été effectuée durant l'été 2017 dont on ne connaît pas encore les conclusions.