徵和二年（前91年），衛子夫因其在巫蠱事變中支持起兵誅殺江充的太子，被漢武帝下令收繳了皇后印璽，衛子夫絕望自縊而死。葬於長安城外的桐柏。她唯一生還的曾孫宣帝劉詢即位後，追諡衛子夫爲思皇后，重新以皇后禮儀安葬她，置園建周衛奉守，在宣帝勢力穩固之後又升了陵園規格，守墓人由原來的三百擴充爲千人。
衛子夫爲武帝皇后38年，是中國歷史上在位第二長的皇后（第一位是明神宗王皇后）。衛子夫也是中國歷史上第一個有獨立諡號的皇后——思後（諡法曰：道德純一曰思），自她之後，歷代皇后在丈夫的諡號之後也開始有了形容自己的獨立的諡號。
