Năm Vạn Lịch năm thứ 48 (1620), ngày 6 tháng 4 (âm lịch), Vương hoàng hậu qua đời, hưởng thọ 55 tuổi. Thụy hiệu là Hiếu Đoan hoàng hậu (孝端皇后). Bà ở ngôi vị hơn 42 năm, trong Hậu cung lẫn Tiền triều đều có tiếng nhân hậu nhu mì. Từ khi Đại Minh khai quốc, trường hợp Hoàng hậu qua đời trước Hoàng đế chỉ có: Minh Thái Tổ Hiếu Từ Cao hoàng hậu Mã thị, Minh Thành Tổ Nhân Hiếu Văn hoàng hậu Từ thị, Minh Thế Tông Hiếu Khiết Túc hoàng hậu Trần thị và Hiếu Liệt hoàng hậu Phương thị.

Vạn Lịch Đế sai Lễ bộ tổ chức tang nghi, đều chiếu theo tang lễ của Hiếu Liệt hoàng hậu Phương thị mà làm, chuẩn bị an táng Hiếu Đoan hoàng hậu vào Định lăng (定陵).

Sau khi Vương hoàng hậu qua đời, Vạn Lịch Đế cũng ưu sầu đau buồn, và băng hà vào ngày 18 tháng 8 cùng năm. Khi đó, lễ hạ táng của Hoàng hậu vẫn chưa diễn ra, và kim quan vẫn lưu lại trong cung. Minh Quang Tông Thái Xương Đế kế vị, tôn thụy cho Hiếu Đoan hoàng hậu thành Hiếu Đoan Trinh Khác Trang Huệ Nhân Minh Bễ Thiên Dục Thánh Hiển hoàng hậu (孝端贞恪庄惠仁明媲天毓圣显皇后); nên gọi tắt là Hiếu Đoan Hiển hoàng hậu.

Nhưng rồi Quang Tông cũng băng hà không lâu sau đó. Minh Hi Tông Thiên Khải Đế tức vị, làm lễ táng Quang Tông và Thần Tông cùng Vương hoàng hậu, khi đó mới chính thức chôn tại Định lăng.