Năm Canh Ngọ (1630), mùa đông, tháng 11, Hoàng hậu Mạc thị qua đời tại Quảng Nam khi đang sống cùng người con trai trưởng Nguyễn Phúc Kỳ, lúc đó là quan trấn thủ dinh Quảng Nam, hưởng thọ 52 tuổi, an táng tại núi Chiêm Sơn, huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam, mang tên là Vĩnh Diễn lăng (永延陵).

Năm 1744, thời kỳ Vũ vương Nguyễn Phúc Khoát đăng cơ và xưng Vương (王), truy tôn các chúa Nguyễn thụy hiệu Vương tước, Mạc phu nhân được truy tặng làm Huy Cung Từ Thận Thuận phi (徽恭慈慎順妃).

Năm 1806, Gia Long lên ngôi, truy tặng bà thụy hiệu là Huy Cung Từ Thận Ôn Thục Thuận Trang Hiếu Văn hoàng hậu (徽恭慈慎溫淑順莊孝文皇后), phối thờ cùng Hy Tông hoàng đế Nguyễn Phúc Nguyên ở Thái Miếu vào gian thứ nhất bên trái.

Sách văn dâng tôn thụy như sau:

Tốt thay đức khôn nguyên, trên sánh với thê Kiều. Phô nêu đức tốt, là để đáp Phước dày mà tỏ đạo hiếu vậy.Kính nghĩ, Huy Cung Từ Thận Nguyễn Thuận phi điện hạ: Trinh tĩnh đoan trang, bao hàm rộng sáng: phong hóa khắp gần xa, đức tốt không bờ bến. Đúc thành giống tết, phồn thịnh Phước to. Nay trên nhờ đức thiêng liêng, nối mãi ngôi tôn quý. Vậy xét điển lễ kính dâng tên hay. Cẩn tiến sách vàng dâng tôn hiệu là "Huy Cung Từ Thận Ôn Thục Thuận Trang Hiếu Văn Hoàng Hậu", thờ chung vào gian tả nhất nhà Thái Miếu.