Ngày 27 tháng 7 âm lịch năm 1442, Lê Thái Tông đi tuần về miền Đông, duyệt quân ở thành Chí Linh. Nguyễn Trãi mời hoàng đế ngự chùa Côn Sơn, ở hương của Nguyễn Trãi. Đến ngày 4 tháng 8 âm lịch (7 tháng 9 dương lịch), Lê Thái Tông đi chơi ở vườn Vải, xã Đại Lại ven sông Thiên Đức. Tại đây hoàng đế thức suốt đêm với vợ Nguyễn Trãi là Lễ nghi học sĩ Nguyễn Thị Lộ rồi qua đời. Các quan bí mật đưa thi hài về kinh sư rồi mới phát tang. Trong kinh, mọi người đều cho là Thị Lộ giết hoàng đế.[65]

Ngày 12 tháng 8 âm lịch năm 1442, các đại thần là Trịnh Khả, Nguyễn Xí, Lê Thụ, Đinh Liệt, Lê Bôi nhận di mệnh tôn Hoàng thái tử Bang Cơ (2 tuổi) lên ngôi Hoàng đế, sử gọi là Lê Nhân Tông. Ngày 16 tháng 8, triều đình hành quyết Nguyễn Trãi và Nguyễn Thị Lộ, bắt tội đến ba họ (tru di tam tộc).[65]

Ngày 16 tháng 9 âm lịch năm 1442, triều đình an táng Lê Thái Tông ở Hựu Lăng (祐陵), bên tả Vĩnh Lăng (永陵) của Lê Thái Tổ. Hàn Lâm viện thị độc học sĩ kiêm Tri ngự tiền học sinh Cục Cận thị chi hậu Nguyễn Thiên Tích phụng mệnh soạn văn bia Hựu Lăng ca ngợi công đức của tiên đế. Các quan dâng miếu hiệu Thái Tông (太 宗), thụy hiệu Kế Thiên Thể Đạo Hiển Đức Thánh Công Khâm Minh Văn Tư Anh Duệ Triết Chiêu Hiến Kiến Trung Văn Hoàng Đế (繼天體道顯德功欽明文思英睿仁哲昭憲建中文皇帝).[65]