Đến năm bà 36 tuổi (1630) chúa Trịnh Tráng lại gả bà cho Lê Thần Tông, được tấn phong làm Hoàng hậu. Lê Thần Tông khi lấy bà Ngọc Trúc, cả triều đình đều can, thì ông gạt đi và nói: "Đã trót rồi, lấy gượng vậy. Từ đó trời mưa dầm không ngớt" (Theo Đại Việt sử ký toàn thư).

Đương thời, bà là bạn thơ với Trạng nguyên lễ sư Nguyễn Thị Duệ, sử chép rằng hai bà thường cùng bàn luận về thơ văn, Phật Pháp trong khắp các chùa chiền vùng Kinh Bắc lúc bấy giờ.Thời điểm chùa Ninh Phúc tổ chức khuyến hoá thập phương để trùng tu tôn tạo, dịp này bà hoàng hậu Trịnh Thị Ngọc Trúc đã đóng góp công đức rất nhiều. Hưởng ứng việc làm với bà, cả nhà vua và công chúa cũng hiến ruộng (tư điền) vào chùa làm công quả.

Năm Phúc Thái thứ nhất (1643), Lê Thần Tông thiện nhượng cho Lê Chân Tông. Thần Tông được tôn làm Thái thượng hoàng, còn bà trở thành Hoàng thái hậu. Bà không có người con nào với Thần Tông, chỉ có người con gái với quận công Lê Trụ là Lê Thị Ngọc Duyên, được ban phong hiệu Công chúa, cũng là người giỏi văn thơ chữ nghĩa.

Sau khi Thần Tông thiện vị, Trịnh Thái hậu cùng Công chúa đến tu và ở hẳn chùa Bút Tháp, bà lấy pháp hiệu Diệu Viên (妙垣), còn Công chúa có pháp danh Diệu Tuệ (妙慧).

Năm Vĩnh Thọ thứ 3 (1660), Diệu Viên viên tịch tại đây chùa Bút Tháp, bà thọ 65 tuổi.