Năm Bảo Ứng nguyên niên (762), mùa xuân, Đường Túc Tông bị bệnh nặng, nằm liệt giường không thể dậy nổi và cũng không thể ra coi triều.

Lúc Túc Tông bệnh, Trương Hoàng hậu muốn lấy lòng thương cảm của Hoàng đế đã dùng máu viết kinh Phật để cầu nguyện cho ông[20]. Đến tháng 5 năm đó, do bị kích động vì cái chết của Thượng hoàng Huyền Tông, bệnh tình của Túc Tông càng trở nặng thêm. Lúc này, Trương hoàng hậu và Lý Phụ Quốc sinh ra mâu thuẫn và trở mặt với nhau. Lúc Túc Tông sắp mất, Trương Hoàng hậu bàn với Thái tử Lý Dự nên giết chết Lý Phụ Quốc cùng đồng đảng là Trình Nguyên Chấn (程元振) vì tội chuyên quyền, nhưng Lý Dự cho rằng lúc này không thích hợp để làm việc đó. Trương hoàng hậu từ đó cũng sinh ra lo sợ vì Lý Dự có công lao to, nếu để ông lên ngôi Hoàng đế thì bà ta sẽ rất khó kiềm chế được, nên chuyển sang ủng hộ Nhị hoàng tử là Việt vương Lý Hệ (李係)[20][21]; và cho tuyển hơn 200 dũng sĩ, giả làm hoạn quan, bố trí trong cung để giết Lý Dự.

Ngày 14 tháng 5[22], Trương hoàng hậu giả mệnh của Túc Tông, triệu Thái tử Lý Dự vào cung để giết đi. Tuy nhiên, việc này bị Lý Phụ Quốc và Trình Nguyên Chấn phát hiện được, bèn báo cho Lý Dự biết. Đêm hôm đó, hai người này dẫn binh vào Lăng Tiêu môn, bắt Trương hậu, Việt vương Lý Hệ cùng bè đảng. Túc Tông lúc đó ở Trường Sinh điện (長生殿), cung nhân và hoạn quan nghe tin trong cung có biến động, bỏ chạy tứ tán, để lại ông nằm trên giường. Lý Dự sai giam Trương hậu ở biệt điện, phế làm Thứ nhân.

Ngày 16 tháng 5 cùng năm[1], Đường Túc Tông băng hà, hưởng thọ 52 tuổi, làm Hoàng đế được 6 năm. Sau đó, Lý Phụ Quốc và Trình Nguyên Chấn đón Thái tử Lý Dự đến cửa Cửu Tiêm, gặp quần thần. Ngày 18 tháng 5 cùng năm, Thái tử Lý Dự lên ngôi trước linh cữu, tức là Đường Đại Tông. Đồng thời, Lý Phụ Quốc sai giết chết Trương thị cùng hoàng tử Lý Hệ và Lý Đồng[23]. Các anh em bà, và người cậu là Đậu Lý Tín (竇履信) phải bị lưu đày.