后的礼仪将她安葬。
李夫人病逝后，汉武帝思念不已。
武帝梦到李夫人后，想与李夫人再见一面，便找来方士设坛作法，武帝在帐帷里看到烛影摇晃，隐约见一身影翩然而至，却又徐徐离去，便凄然写下：是邪？非邪？立而望之，偏何姗姗其来迟。武帝又自作赋以寄恨焉。
李夫人因年少早死，汉武帝怜闵她，命画师将她的容貌画下来挂在甘泉宫。
后来，汉武帝任命李夫人的兄长李广利，为贰师将军，封海西侯，李延年为协律都尉。
汉武帝去世，汉武帝少子刘弗陵继位，为汉昭帝。汉昭帝继位后，由大将军霍光辅佐朝政，由于陈皇后与卫皇后均被武帝废黜，霍光依照汉武帝的平素意愿，在宗庙中以李夫人配享祭祀，并追加尊号为孝武皇后。