Theo Gia phả Nguyễn Phước tộc, thì Tôn Thất Hiệp mất vì bệnh đậu mùa. Thương tiếc, chúa Hiền phong tặng ông là: "Minh Nghĩa Tuyên Đức, Công Thần, Khai Phủ Quốc Thượng tướng Quân, Cẩm Y Vệ, Đô Đốc Phủ Sự, Thiếu úy Hiệp Quận Công", thụy là Toàn Tiết. Nhà thờ ở Làng Vân Thê (Thừa Thiên), mộ táng trong khuôn viên nhà thờ.

Năm Gia Long thứ 4 (1805), ông được liệt vào hàng thượng đẳng công thần khai quốc, được thờ phụ ở Tả Vu nhà Thái Miếu (Huế). Đến năm Minh Mạng (1823) thứ 4 được tấn phong là Thành Quốc công.[10]