明道二年（1033年），刘太后死后，宋仁宗的第一位皇后郭氏被仁宗以无子为借口废掉，幽居长宁宫。十八岁的曹氏奉诏入宫，次年九月即景祐元年立为皇后。曹皇后出身将门，是枢密使周武惠王曹彬的孙女，熟读经史，善飞白书（书体之一）。性情慈爱，节俭，重视稼穑，常常在宫苑内种植谷物，养蚕采桑。
庆历八年（1048年）正月，仁宗准备在闰正月十五晚再一次陈设彩灯过灯节，被曹皇后劝止。过了三天，几个卫士作乱，乘着夜间穿房越舍，直趋仁宗皇帝的寝室。曹皇后当时正在侍奉皇帝，听说变乱，马上起来。仁宗想出去看看情况，曹皇后关闭殿门，拦住皇帝，急忙呼唤都知王守忠，命令他带兵入宫平乱。乱兵在殿前杀伤宫中的嫔妃侍女，叫喊声响彻皇帝的住所。太监回报是奶妈打年纪小的宫女，曹皇后申叱道：“乱兵就在附近杀人，你们还敢胡说！”她估计乱兵必定会放火，暗地派人带着水跟在他们后面，果然乱兵点火烧着帘幕，跟着的人随即用水将火泼灭。这一夜，凡是派出去的太监侍从，曹皇后都亲手剪掉他们的头发，对他们说：“明天论功行赏，就以头发为证。”因此，人们都争先出力，乱兵很快被消灭了。宫女参与卫卒变乱的，论罪当死，她们向仁宗的宠姬哀求免死，这位宠姬转告仁宗后，仁宗答应了。曹皇后便穿戴上正式的服饰，觐见皇帝，请求依法处理作乱的宫女，并说：“不这样，无法肃清掖庭（的坏人）。”仁宗让她坐下，曹皇后不坐，站着坚持自己的要求，过了不久，最后还是把作乱的宫女杀掉了。
仁宗的宠妃张贵妃恃宠而骄，想借皇后的华盖出游。皇帝让她自己去借，曹皇后借给了她，没有吝惜的神色。张贵妃很高兴，回去告诉了仁宗，仁宗说：“国家的文物礼仪章法，上下是有秩序的，你用皇后的仪仗出游，朝廷会非议的。”张贵妃听后不高兴地终止了。
仁宗所生皇子早夭，后一直无子，曹皇后把太宗曾孙濮王允让的儿子即后来的英宗接入皇宫抚养，赐名为宗实，后改名为曙。曹皇后姐姐的女儿高氏，也就是后来的高皇后，小时候也鞠养在宫中，和英宗年岁相同。仁宗对曹皇后说：他日一定给这二人婚配。
仁宗于嘉佑八年三月夜晚驾崩，遗诏皇子继位，曹皇后尊为皇太后。
英宗在位四年就病逝了，神宗即位，尊曹太后为太皇太后。把曹皇后住的宫殿命名为庆寿宫。神宗对曹皇后很孝顺，所以一直做事哄祖母高兴。出去登山游玩，每每都走在前面，扶着祖母。曹皇后对神宗也很好，有时神宗退朝稍稍晚了，一定会亲自到屏扆（古代宫殿上，陈设在户牖之间，画有斧形纹饰的屏风）等候看望。有时亲自拿饮食物喂神宗吃。
曹皇后晚年得了水疾，太医也治不好。元丰二年冬天，病情加重了，神宗衣不解带地在寝殿门口探望祖母病情。过了十天，曹皇后驾崩了，享年六十四岁。神宗退恩曹氏，除曹佾拜为中书令外，还有四十多人得到进官。
曹皇后是北宋乃至宋代难得能称上贤德的皇后，不是因为她活得长，而是她留下的事迹之多足以证明她是一位贤后。
除了在仁宗朝平乱的事迹，在英宗朝、神宗朝，曹皇后为帝王也做了很多。
某此，英宗生病了，请太后处置军国大事，曹皇后于是在东门小殿听政。大臣每天有所奏的未能处决的事，曹皇后就说：你们再商讨吧。不曾说过自己的意见。曹皇后熟读经史，多用它们来处决事情。朝廷内外每日奏报有几十份，都能一一记住纲要。
曹皇后不放纵外戚干政专权，检查制止曹氏家人和左右大臣、仆人的错误行为，一丝一毫也不通融，宫中省中一片肃然。
第二年夏天，英宗的病快好了，曹皇后就下令撤帘归政，英宗拿着诏书久久不下达，知道秋天才开始执行。
曹皇后一直反对外家男子入宫拜谒。神宗朝，曹皇后年岁已高，她的弟弟曹佾也老了。神宗几次都对祖母说应该让曹佾入宫见见面，曹皇后还是不同意。某日，曹佾正侍奉皇帝，神宗再次向祖母请求，曹皇后才答应了。但是因为曹佾的堂弟曹偕也来了，曹皇后把殿门关上了，不同意见面。
起初，王安石当政的时候，变革了旧的典章制度，曹皇后在适当的机会对神宗皇帝说祖宗留下来的法律制度不应该轻易改动。熙宁年间祭祀太庙的前几天，神宗皇帝来曹皇后的住所。曹皇后说：“以前我每当听说老百姓有什么苦处，一定要告诉仁宗皇帝，仁宗皇帝就推行减租政策，现在也还是应该这样。”神宗皇帝说：“现在没有什么事。”曹皇后说：“我听说老百姓对于青苗法、助役法叫苦不迭，这两种法令应当停止实行。王安石确实有才干学问，但怨恨他的人太多了，皇上要是爱惜他，想保全他，不如暂且放他到外省去。”神宗皇帝听了很吃惊，几乎已经准备停止施行这些法令，但还是被王安石操纵了，这件事无果而终。
神宗想出兵燕蓟，已经和大臣商定好了，于是到庆寿宫告诉祖母这件事。曹皇后问：“储蓄赐予准备好了吗？铠仗士卒精锐吗？”神宗说：“都已经办好了。”曹皇后说：“此事事关重大，幸运、凶险、后悔、吝惜在一瞬之间，得到燕蓟不过是南面受到朝贺而已，万一不行，则是生灵涂炭。如是燕蓟能轻易取之，那么太祖、太宗早就收复了，哪里会等到今日。”神宗明白了，说：“岂敢不遵从教诲。”
苏轼因为写诗犯了法，被关在御史台的监狱中，大家都以为他必死无疑。曹皇后听说此事，便对神宗皇帝说：“我想起仁宗皇帝在殿试中取中苏轼兄弟时，高兴地说：‘我为子孙们找到两位宰相。’现在听说苏轼因为作诗而被关进监狱，该不会是受了仇人的诬蔑吧？从诗句中搜寻过错，即使有错也是小错。我的病已经很重了，不能再因为冤枉好人、滥加罪名而伤害天地的中正和平之气。对苏轼一案，还要仔细审查才好。”神宗皇帝流下眼泪。苏轼因此而得以免罪。
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