刘娥虽然已经36岁，可是她聪慧温柔，一直获得真宗的专宠，很快晋封为二品修仪，又封为一品德妃。景德初年，郭皇后的儿子赵佑夭折了，年仅九岁;半月后，另一名两月大的皇子也夭折了。真宗的五名皇子居然一个也没能活过十岁，此时真宗年近四旬，以防万一，养宗室之子于皇宫内。郭皇后前后生了三个儿子，只有赵佑能活到九岁，不想也不幸夭折，伤心过度，身子垮了下来。

景德四年四月十六日，郭皇后病薨，享年三十一岁，谥号为庄穆皇后(后改章穆皇后)。真宗心里虽然很想立刘娥为后，但是刘娥既无子嗣又出身低微，群臣们都不赞同，反而要求册立十四岁的|才人沈氏为皇后。沈才人虽然是大中祥符元年才入宫的，然而她出身高贵，是宰相沈伦的孙女。真宗不悦，索性让后位空缺，不谈立后之事。

大中祥符二年(1010)四月十四日，李氏生下一子，赵受益(即后来的宋仁宗赵祯)。皇子虽然是李氏所生，却只会认刘娥为母。真宗早在孩子出生三月前，便已宣布刘娥怀孕，册封刘娥为修仪，与刘娥交好的杨才人则晋封婕妤。皇子虽然是刘娥的儿子，刘娥却没有亲自抚养，而是交给杨婕妤抚养。然而，刘娥并未杀害真正的生母李氏，而封李氏为崇阳县君。

不久，李氏又生下一女，晋封才人，正式进入妃嫔行列。不幸的是，小公主很快夭折。李氏自认命薄无福，终其一生，都并未与儿子相认。虽然刘娥贵为皇后，朝中反对刘娥掌政的人也不少，以寇准和李迪为首。刘娥也开始笼络自己势力，以钱惟演和丁谓为首：钱惟演之妹为刘美之妻，丁谓的儿子娶了钱惟演的女儿。个中孰是孰非，后人只知表面，总之后来寇准落败，贬为相州知州(后为道州司马)，丁谓也因为后来欺刘娥孤儿寡母想独揽大权而获罪。

乾兴元年(1022)二月甲寅，54岁的宋真宗赵恒病逝于延庆殿，遗诏曰：太子赵桢即位，皇后刘氏为皇太后，杨淑妃为皇太妃，军国重事“权取”皇太后处分。而小皇帝赵桢这时只有十一岁，实际上就是由刘娥处理政务。刘娥自知出身卑微，宋朝以士大夫为尊，因此大力抬高母家，一直追尊加封祖宗：曾祖父刘维岳成了天平军节度使兼侍中兼中书令兼尚书令，曾祖母宋氏最后封到安国太夫人;祖父刘延庆为彰化军节度使兼中书令兼许国公，祖母元氏封齐国太夫人;父亲刘通为开府仪同三司魏王，母亲庞氏封晋国太夫人。

刘娥也非常简朴，当初身为皇后时服饰简朴，当了太后依然未改习性。宫中侍女见皇帝侍女服饰华丽，觉得自己身为太后侍女，怎么能被比下去呢?报与刘娥，刘娥不为所动，“那是皇帝嫔御才能享用的，你们哪有这样的资格。”

虽然刘娥掌权日久，不愿把权柄交给仁宗，但她却依然是个慈母，仁宗少时体弱多病，刘娥忙于政务，让杨淑妃照顾，仁宗称刘娥为“大娘娘”，杨妃为“小娘娘。明道二年(1033)二月，举朝要行祭太庙大典，刘娥自觉天命已不久，想要在生前穿一次天子衮冕，便提出自己要着衮冕祭祀太庙。群臣大哗，却只得将皇帝衮衣上的饰物稍减了几样，呈了上去。

二月乙巳这天，皇太后刘娥穿着天子衮衣、头戴仪天冠，在近侍引导下步入太庙行祭典初献之礼。为了将这场典礼搞得功德圆满，亚献者为皇太妃杨氏、终献者为仁宗皇后郭氏。仪式结束后，刘娥在太庙文德殿接受了群臣给自己上的尊号：应天齐圣显功崇德慈仁保寿皇太后。自此，彻底还政于儿子仁宗。

三月，刘娥病重，仁宗大赦天下，四处征召名医，然而却无法挽留刘娥的命，几天后，刘娥病逝于宝慈殿，享年六十五岁。