Chiêu Tông bị giết, vai trò lá chắn của Cung Hoàng không còn. Đăng Dung tính chuyện cướp ngôi nhà Lê, giả cách lui về quê ở Cổ Trai (Hải Phòng) nhưng thực tế vẫn nắm triều đình.

Tháng 4 năm 1527, Cung Hoàng sai Trùng Dương hầu Vũ Hữu, Lan Xuyên bá Phan Đình Tá và Trung sứ Đỗ Hiếu Đễ cầm cờ mao tiết, mũ áo ô lọng, đại ngọc, kiệu tía, quạt vẽ đến Cổ Trai phong Đăng Dung làm An Hưng vương (安興王), Đăng Dung tiếp sứ đoàn ở bến An Tháp, huyện Tân Minh (nay là khu vực Tiên Lãng, Kiến An). Cung Hoàng còn tặng Đăng Dung bài thơ Chu Công giúp Thành vương, ý muốn ông giúp hoàng đế và triều đình như Chu Công Đán giúp đỡ Chu Thành vương đời xưa. Nhưng Đăng Dung chưa mãn nguyện và không cam chịu làm tước vương.

Ngày 15 tháng 6 năm 1527, Mạc Đăng Dung từ Cổ Trai vào kinh, bắt Cung Hoàng nhường ngôi. Nhân dân trong kinh đón Đăng Dung vào kinh. Triều thần lúc đó hầu hết đã là người của Đăng Dung hoặc theo Đăng Dung, tự khởi thảo chiếu nhường ngôi.

Mạc Đăng Dung xưng Hoàng đế, tức là Mạc Thái Tổ, lập ra nhà Mạc, lấy niên hiệu là Minh Đức (明德). Cung Hoàng bị giáng xuống làm Cung vương (恭王) rồi giam cùng với Hoàng thái hậu ở Tây cung.

Vài tháng sau, Mạc Đăng Dung ép mẹ con Cung Hoàng phải tự tử. Thái hậu khấn trời rằng: "Đăng Dung là kẻ bề tôi, manh tâm cướp ngôi, lại giết mẹ con ta, ngày sau con cháu nó cũng lại bị như thế." Rồi bà tự vẫn chết, Cung Hoàng cũng tự vẫn, năm đó ông 21 tuổi.

Đăng Dung sai đem xác hai người để phơi ngoài quán Bắc Sứ, rồi đưa về chôn ở lăng Hoa Dương, huyện Ngự Thiên (nay là xã Phú Sơn, thị trấn Hưng Nhân huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình), theo nghi lễ của thiên tử và hoàng thái hậu.