Năm Hoàng Hựu thứ 6 (1054), ngày 8 tháng 1 (âm lịch), Trương Quý phi bạo bệnh qua đời, khi chỉ vừa 30 tuổi. Tống Nhân Tông bi thống khôn nguôi, nghỉ thiết triều 7 ngày, cấm kinh thành yến tiệc trong một tháng trời.

Vì quá thương tiếc Trương Quý phi, Nhân Tông ngày đêm tưởng nhớ, trị tang nghi ở Hoàng Nghi điện (皇儀殿). Tể tướng Trần Chấp Trung (陈执中) kiến nghị Nhân Tông dùng nghi lễ Hoàng hậu để hạ táng Trương Quý phi, đặt thụy hiệu là Ôn Thành Hoàng hậu (溫成皇后), ý kiến này của Chấp Trung bị phản đối quyết liệt vì khi đó đương kim Hoàng hậu Tào thị vẫn còn đang tại vị[15][16]. Vì lo sợ sự phản đối của nhiều quan viên, Tống Nhân Tông vào ngày thứ 4 sau khi phát tang mới ra chiếu dụ truy tặng Trương Quý phi làm Hoàng hậu[17]. Theo Tống hội yếu tập cảo (宋会要辑稿), thụy hiệu của Trương thị được giải thích: 「"Đức tính khoan nhu viết Ôn, Tề thánh quảng uyên viết Thành"; 德性宽柔曰温，齐圣广渊曰成」.

Sang tháng 6, Tống Nhân Tông truy tặng cha của bà là Trương Nghiêu Phong làm Thanh Hà quận vương (清河郡王), thụy Cảnh Tư (景思); mẹ bà Tào thị được tặng làm Tề Quốc phu nhân (齊國夫人)[18][19]. Tháng 10 cùng năm ấy, làm lễ an táng Ôn Thành Hoàng hậu, ấy là dựa theo tiền lệ của Hiếu Huệ hoàng hậu, gọi lăng viên riêng, xưng Ôn Thành Hoàng hậu viên (温成皇后园), lại cho dựng miếu riêng đưa thần vị vào thờ phụng, ấy là Ôn Thành Hoàng hậu từ điện (温成皇后祠殿)[20][21].