Năm Đại Trung thứ 13 (859), Đường Tuyên Tông do trúng độc mà băng hà. Con trai của Tuyên Tông là Vận vương Lý Ôn kế vị, tức là Đường Ý Tông. Ngay sau đó, Ý Tông lập tức tôn Trịnh Thái hậu làm Thái hoàng thái hậu, trở thành vị Thái hoàng thái hậu thứ 2 và cuối cùng của lịch sử Đại Đường.

Năm Hàm Thông thứ 6 (865), ngày 26 tháng 12 (âm lịch), Trịnh Thái hoàng thái hậu giá băng tại Đại Minh cung, không rõ bao nhiêu tuổi. Thời khắc bà qua đời, hai bộ Đường thư đều ghi khác biệt. Tân Đường thư ghi lại, ở năm Hàm Thông thứ 3 (862), Đường Ý Tông từng ở Tam điện hầu hạ Trịnh Thái hoàng thái hậu hưởng yến, khoảng 3 năm sau thì băng. Nhưng Cựu Đường thư trong phần truyện về bà lại nói đến những năm cuối niên hiệu Đại Trung, tức tầm năm 859 đến năm 860 thì Trịnh hậu đã qua đời rồi, trong khi bản thân bản kỷ Ý Tông cũng ghi nhận bà qua đời là vào năm Hàm Thông thứ 6 như Tân Đường thư. Bất luận như thế nào, tổng cộng từ khi bà hạ sinh Tuyên Tông đến khi mất, thì bà đã hoạt động ở Đường cung hơn 50 năm, như vậy thời điểm bà qua đời ít nhất cũng hơn 60 tuổi, khả năng cao là thọ 70 tuổi. Số tuổi này có thể thấy bà tương đối trường thọ.

Bà được Đường Ý Tông truy tôn với thụy hiệu là Hiếu Minh hoàng hậu (孝明皇后)[14]. Do trước đó Quách Thái hoàng thái hậu đã được hợp táng cùng Hiến Tông nên Trịnh Thái hoàng thái hậu chỉ được chôn cất ở gần Cảnh lăng và được thờ trong ngôi miếu khác chứ không phải trong miếu của Hiến Tông[15].