建元元年，十六岁的
汉武帝即位。因为
馆陶公主扶立武帝即位有力，她的女儿
陈氏被立为皇后。从立后到
废后一共十余年，陈氏都无子。建元三年
卫子夫复宠后有孕而“尊宠日隆”，后来受到汉武帝的“大幸”“有宠”。
【然皇后宠送衰，骄妒滋甚。女巫楚服，自言有术能令上意回。昼夜祭祀，合药服之。巫著男子衣冠帧带，素与皇后寝居，相爱若夫妇。上闻，穷治
侍御巫与后。诸妖蛊咒咀，女而男淫，皆伏事。废皇后，处长门宫。
在《汉书》的记录中，楚服为皇后建立“
神祠”献祭邪神进而诅咒，获罪“大逆无道”，被在闹市枭首。大逆无道是危害皇帝、宗庙的谋反作乱的罪行，楚服若仅仅诅咒后宫妃嫔不至于获罪如此。
【初，上为太子时，娶长公主女为妃。立为帝，妃立为皇后，姓陈氏，无子。上之得为嗣，
大长公主有力焉，以故陈皇后骄贵。闻卫子夫大幸，恚，几死者数矣。上愈怒。陈皇后挟妇人
媚道，其事颇觉，於是废陈皇后，而立卫子夫为皇后。】
当初，皇上做太子的时候，娶了长公主的女儿做妃子，他即位为皇帝，妃子就立为皇后，姓陈氏，没有生子。皇上能够继承帝位，大长公主出力，因此陈皇后骄横高傲。听说卫子夫大受亲幸，非常气愤，寻死觅活好几次。皇上也更加生气。陈皇后施用妇人媚道的邪术，武帝对此事颇有觉察，于是就废了陈皇后，立卫子夫为皇后。
【初，武帝得立为太子，
长主有力，取主女为妃。及帝即位，立为皇后，擅宠骄贵，十余年而无子，闻卫子夫得幸，几死者数焉。上愈怒。后又挟妇人媚道，颇觉。
元光上遂穷治之，女子楚服等坐为皇后巫蛊祠祭祝诅，大逆无道，相连及诛者三百余人，楚服枭首于市。使有司赐皇后策曰：“皇后失序，惑于巫祝，不可以承天命。其上玺绶，罢退居长门宫。】
当初，武帝能够被立为太子，长公主出力，就娶了长公主的女儿为妃子。（建元元年）武帝即位以后，陈氏被册立为皇后，受到专宠但骄傲专横，从立后到废后十几年都没有生育，听说（建元三年）卫子夫得到皇帝宠幸，寻死觅活数次。武帝更加愤怒了。陈皇后又使用妇人那种取悦于人之术企图博取皇上的欢心，事情逐渐败露。元光五年，武帝就追究惩治这件事，女子楚服等人因为替皇后建立祠堂祭祀，进行诅咒，定罪大逆无道，牵连被杀的有三百多人。楚服被斩首示众。皇帝派官吏赏赐皇后一道文书，说：“皇后不守礼法，祈祷鬼神，降祸于他人，无法承受天命。应当交回皇后的
玺绶，离开皇后之位，退居长门宫。”
陈氏废处长门。陈氏所处的长门宫，也是其母为了讨好武帝所献的私人园林，远在长安城外。
汉武帝刘彻后将
夷安公主，嫁给陈皇后侄子昭平君。
《
汉书》记载【十余年，主薨】意为陈皇后被废后十余年，其母窦太主薨。【后数年，废后乃薨，葬
霸陵郎官亭东。】又过了几年，陈后也过世了。
陈氏薨后，与前两位废后一样就地下葬。陈氏葬在长门宫附近，
霸陵邑境内的
郎官亭东侧。