唐德宗出逃后，朱泚“自白华殿入宣政殿，自称大秦皇帝，改元应天”，为了除掉唐德宗取而代之，朱泚全力围攻奉天城一个多月，结果失利。被围期间，城中粮食早已用光，就连唐德宗本人也只能吃一些野菜和粗米，皇帝如此，包括王淑妃在内的其他人就可想而知了。城外硝烟弥漫，城内缺少营养，刚出生后不久的公主夭折了，这件事对王淑妃打击很大，加上近一年的流离惊恐，，回到长安后，王淑妃便病倒了。
唐德宗摆脱困境后，本想立即册立王淑妃为皇后，由于王淑妃的身体一直没有康复，册立皇后的事情就耽搁了下来。在以后的两年里，王淑妃的病情一天天加重，直至病入膏肓，既出于发自内心的“念之”，也是为了通过办喜事来驱除病魔的所谓“冲喜”，唐德宗宣布立王淑妃为皇后，加冕仪式非常隆重，重病中的王皇后挣扎着与百官见面，然而加冕典礼刚落下帷幕，王皇后便撒手人寰。红事转眼变成了白事，唐德宗悲痛万分，为王皇后举行了隆重的葬礼。
王皇后的去世时间，各种史籍记载有差距。《资治通鉴》和《新唐书·德宗纪》均称“十一月甲午，立淑妃王氏为皇后。……丁酉，皇后崩。”意思是说王皇后当了三天皇后，而关于王皇后生平的第一手资料《旧唐书·后妃传》却称“十一月甲午，册为皇后，是日崩于两仪殿。”对此，《新唐书·后妃传》中的“册礼方讫而后崩”以及《旧唐书·德宗纪》中“丁酉，册皇后王氏。是日后崩”也可以佐证，所以，王皇后应于被立为皇后的当天死亡。
王皇后薨逝，百官服三日，唐德宗为其素服七日，并发哀三日，谥为“昭德皇后”。在为王皇后撰写谥册时，唐德宗觉得李纾在册文中称王皇后为“大行皇后”不恰当，又认为吴通玄修改的“咨后王氏”不理想，最后选用了“贞观中岑文本撰文德皇后谥册曰‘皇后长孙氏’”的模式，即称王皇后为“皇后王氏”才算满意。此外，唐德宗命人撰写《昭德皇后庙乐章》时，也是经过几番修改才定稿，可见唐德宗对红颜薄命的王皇后之定位之高，情意之重。
王皇后死后，初葬靖陵，唐德宗李适驾崩，葬崇陵。李诵即位后，将生母王皇后的棺椁从靖陵迁出，祔葬于崇陵，与唐德宗同葬一个陵区。王皇后虽然在位只有半天，但她生前能得到正式册立，这在唐朝中后期的后宫妃嫔中算是幸运的了。