初封端嫔。嘉靖十五年八月（1536年），她生下皇长女常安公主。同年九月初九日，她被册封为端妃。三年后又生一女宁安公主。

嘉靖帝好炼丹，性格暴戾，残害宫女，1542年，嘉靖于曹端妃处过夜时，宫女杨金英、蓟川药、杨玉香、邢翠莲、姚淑翠、杨翠英、关梅秀、刘妙莲、陈菊花、王秀兰、张金莲、徐秋花、邓金香、张春景、黄玉莲因不堪忍受，欲合伙用麻绳将嘉靖勒死，不料情急之中将绳索打成死结，胆小的张金莲跑出报告方皇后，方皇后带人赶来救援。事后，16名宫女均被凌迟处死，此事还牵连到嘉靖帝另一嫔妃王宁嫔，史称“壬寅宫变”。曹端妃虽不知情，但嫉妒其平日得宠的王宁嫔趁机诬赖曹端妃为同谋，方皇后亦因嫉妒，虽识破王宁嫔险恶用心，但不予揭穿，趁嘉靖皇帝尚未痊愈，不能说话之际，借口皇帝是在端妃处过夜，端妃必然知情，令将曹端妃、王宁嫔一同在宫中一秘密地点凌迟处死，并牵连族属十余人。曹端妃因此成为史上遭受最惨酷刑罚的妃子之一。

嘉靖帝清醒后，知爱妃惨死，深为怀念惋惜。多方查问端妃宫中太监宫婢和其他一些有关的人，证实端妃确与谋弑事无关，实为含冤受屈而死，从此对方皇后产生了反感和怨恨。五年后，坤宁宫发生火灾，嘉靖帝竟然阻止宦官们前往抢救方皇后，任由方皇后被活活烧死。另一说法为这场大火很有可能是嘉靖帝授意放的，意在为宠妃报仇。

《明世宗实录》卷一九一：

嘉靖十五年九月初九日，进封宸妃沈氏、丽氏（妃）闫氏俱为贵妃。端嫔曹氏为端妃，安嫔沈氏为安妃，康嫔杜氏为康妃。

《明史.世宗本纪》:二十一年......冬十月丁酉，宫人谋逆伏诛，磔端妃曹氏、宁嫔王氏于市。

《明史.皇后列传》

二十一年，宫婢杨金英等谋弑逆，帝赖后救得免，乃进后父泰和伯锐爵为侯。初，曹妃有色，帝爱之，册为端妃。是夕，帝宿端妃宫。金英等伺帝熟寝，以组缢帝项，误为死结，得不绝。同事张金莲知事不就，走告后。后驰至，解组，帝苏。后命内监张佐等捕宫人杂治，言金英等弑逆，王宁嫔首谋。又曰：曹端妃虽不与，亦知谋。时帝病悸不能言，后传帝命收端妃、宁嫔及金英等悉砾于市。并诛其族属十余人。然妃实不知也。久之，帝始知其冤。

《彤管拾遗》

二十一年十月，上性卞，待宫人多不测，宫人惧。会所幸曹妃及王宁嫔侍上寝。寝酣，宫人杨金英等谋弑逆，用组系上颈，而以钗股杂刺上胯间。幸系组仓卒，误为殊死，结得不缩。金英惧，同事张金莲者，知事败，走告后。后驰至解组，上苏，然病悸不能言。后命太监张左、高忠捕宫人杂治。词首王宁嫔，云曹妃者虽不与，然亦知之。后乃传上命，收曹妃及金英等十余人磔于市。并捕斩其族属十余人而籍其家。先是曹妃有容色，上爱之，册为端妃，故每侍上寝。至是上稍愈，疑妃冤，曰：“端妃，我所爱，宜无此心。”因德后救已，而翻以妃故憾后。是年进后父锐安平伯为安平侯，以报后功。二十六年十一月，宫中火，中宫请救后，上不应，后遂崩。已而复悼曰：“后救我，而我不能救后。”（原评曰：此以述语为断语，纯乎史法。）乃欲厚其丧葬礼，且欲重抑孝洁以厚之。遂称后为元后，豫名所葬地曰永陵。遣太傅兼太子太傅、成国公希忠为正使持节，少师兼太子太师、吏部尚书、文华殿大学士言为副使，捧册谥曰孝烈皇后。故事凡册谥，使臣至宫门，内侍传节册以入。上又谕谥后礼重。其命二使上殿，拜命于门内勿如旧。明年二月，丧百日，特修荐事于永禧宫，诏群臣斋戒十日。是日皆素服办事，五月葬永陵。将葬，礼官请仪注，上命梓宫从中道行，虞嫔如礼用九数，百官送丧者，皆制服。至入朝，以素服加乌纱帽黑角带，退而以素服素冠办事。至迎主之日，仍用制服至善安门。外行安神礼，主还，更以素服素冠办事，礼毕除。时廷臣谓逾旧制，且有引孝洁前事争者，皆不听。