Ở ngôi chúa 13 năm, chúa Nguyễn Phúc Chú qua đời vào ngày 20 tháng 4 năm Mậu Ngọ (7 tháng 6 năm 1738) lúc 42 tuổi.

Chúa Ninh được an táng tại lăng Trường Phong nằm trong khu Thiên Thọ Lăng (Lăng Gia Long) ở huyện Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên. Triều thần dâng thụy hiệu cho chúa là Đại đô thống Tổng quốc chính Vũ Hiếu Ninh vương. Năm Bính Dần (1806), vua Gia Long lại truy tôn là Hiếu Ninh hoàng đế, miếu hiệu là Túc Tông, đưa long vị vào thờ tại Thái Miếu, án thứ ba bên phải [14].

Chúa Nguyễn Phúc Chú được đánh giá là người đã có công trong việc thiết lập đơn vị hành chính mới, giữ gìn và mở mang vùng đồng bằng sông Cửu Long[15].