Năm Nguyên Thủy năm thứ 5, ngày 16 tháng 12 (tức ngày 4 tháng 2 năm 6), Vương Mãng dùng rượu độc giết chết Hán Bình Đế. Hoàng đế băng hà khi mới 14 tuổi, sau 6 năm ở ngôi, không có con nối. Vương Mãng chọn trong số các hậu duệ của Hán Tuyên Đế, lập cháu 5 đời của Tuyên Đế là Lưu Anh mới 2 tuổi lên ngôi, tức là Nhũ Tử Anh. Vương hoàng hậu trở thành Hoàng thái hậu khi mới 9 tuổi[9].

Năm Cư Nhiếp thứ 3 (năm 8 công nguyên), tháng 11, Vương Mãng cải nguyên Sơ Nguyên, tháng 12 lại cải thành Thủy Kiến Quốc. Sang ngày 1 tháng 1 năm sau, Vương Mãng phế bỏ Nhũ Tử Anh lên ngôi Hoàng đế, lập ra nhà Tân, Vương Hoàng hậu trong một thời gian ngắn trở thành Hiếu Bình Hoàng hậu (孝平皇后). Sau đó không lâu, Nhũ Tử Anh được cải phong Định An công, Vương Thái hậu được phong là Định An Thái hậu (定安太后)[10].

Theo sử thư ghi lại, Vương thị tính khí kiên cường và không bằng lòng với hành động cướp ngôi của cha mình, vẫn giữ lòng trung thành với nhà Hán. Bà thường cáo bệnh và từ chối tham dự yến tiệc cùng phụ hoàng. Vương Mãng đã thay đổi sắc phong hiệu của bà thành Hoàng hoàng thất chúa (黃皇室主), chấm dứt mối quan hệ chính thức của bà với nhà Hán. Vương Mãng dự định cải giá con gái mình với con trai của một trong những đại thần trong triều là Tôn Kiến (孫建), ông chỉ thị cho con trai Tôn Kiến ăn mặc bảnh bao và đi cùng các thái y đến thăm Hoàng hoàng thất chủ. Vương thị tức giận và sẽ không tiếp ai nữa. Cha bà cũng muốn gả bà cho Chân Tầm (甄尋), một công tử ở Trường An và là con trai Chân Phong (甄豐), bạn thân Vương Mãng, được xem là xứng đáng gia thế. Nhưng sau khi nghe lời tiên đoán họ Chân sẽ cướp ngôi của mình, Vương Mãng hạ lệnh bắt giữ Chân Tầm, Chân Phong tự sát. Năm 11, Chân Tầm bị lưu đày đến Tam Ngụy (三危, nay là Tửu Tuyền, Cam Túc). Sau đó, Vương thị cũng bị ép cải giá nhiều lần nhưng đều từ chối[11].

Năm 23, nhà Tân suy tàn, khởi nghĩa nông dân nổ ra khắp nơi. Đến tháng 9, khi quân khởi nghĩa tiến vào Trường An thì nhân dân trong thành cũng vùng dậy chống triều đình. Họ nổi loạn đốt cháy cung điện. Lửa nhanh chóng lan tới Vị Ương cung, nơi Vương thất chúa đang ở. Bà cho rằng không còn mặt mũi nào gặp lại nhà Hán nên đã nhảy vào lửa tự vẫn, bà thọ khoảng 27 tuổi[12]. Việc mai tang của bà không được diễn ra, nên không có thụy hiệu, cách gọi "Hiếu Bình Hoàng hậu" của bà chỉ gọi thuận theo thụy hiệu của Hán Bình Đế.