永乐五年七月，四十六岁的徐皇后忽然身患重病，竟至不起。重病中，她只有一件心事，就是劝说明成祖要爱惜百姓，广求贤才，对宗室诸王要恩礼有加，不要骄宠后妃的外家。她还嘱咐长子、被立为皇太子的朱高炽说:"我一直牵挂着北平城中将士们的妻女，当年，是她们披甲荷戈浴血奋战，才守住了城池。可惜皇上北巡时，我未能随行去北平加以抚恤。我死后，望我儿能替我了却这桩心愿。"
徐皇后死后，明成祖很是悲恸，特地在灵谷、天禧二寺之间，设下大斋，命文武群臣前去祭悼，并追谥她为"仁孝皇后"。六年之后,明成祖在北平附近的昌平建成长陵,将徐后灵柩移葬长陵。
徐皇后有一胞妹名叫妙锦，同姐姐性情相似，端静有见识。明成祖知道后,为感念徐皇后的情义，想聘娶妙锦为继后。但是妙锦不肯，成祖几次三番派遣女官宣诏，妙锦仍是不从，她说:"我相貌平常，无妇容，不足以充入六宫备选，望奏明皇上，另选佳人。"女官再三相劝。妙锦坚不从命。竟削发为尼。明成祖十分懊丧，从此不再册立皇后。
