至于死亡，独产后体虚之人最为忌服。当日左右进上丸药，淳于衍在旁看着许后将药服下。心里捏着一把汗，外面却装作无事。少顷药力发作，许后觉得身体不安，便问淳于衍道：“我服药后头觉岑岑，莫非丸中有毒？”淳于衍被她说破，心如鹿撞，但还是咬定牙根答道：“丸中何至有毒。”一面说一面再召御医诊治。大众束手无策，许后竟中毒而崩。还幸微贱时已产一男，总算留得一线血脉。宣帝闻报到来大哭一场，只道是产后体弱以致骤脱。便依礼殡殓葬于杜南，谥为恭哀皇后。后人有诗叹道：
嬴得三年国母尊，
伤心被毒竟埋冤，
杜南若有遗灵在，
好看仇家且灭门。
淳于衍毒死许后出得宫门，便到霍显家中。霍显早已得信，心中大喜。见淳于衍到来十分礼待，背着人殷殷致谢。
霍显一心感激淳于衍，意欲从重酬劳，但因许后新崩，未敢多给财物，恐致旁人疑心。谁知不久即有人递入奏章，内言皇后暴崩，想系诸医侍疾无状，应该从严拿究。宣帝当即批准，下诏将当日医人一律收系诏狱，淳于衍也在其内。刑官审讯几次，淳于衍不肯招供，其他医官并无情弊，自然同声呼冤。问官无法，只好将他们一古脑儿囚系狱中。
霍显见淳于衍被拿下狱，日夜提心吊胆，惟恐淳于衍一口供出连累到自己身上。后来又闻刑官要将淳于衍办罪，心中愈加惶急，暗想我曾允许她有急便救，今若置之不理，倘刑官将她办成死罪，淳于衍必定拼却一命说出我是主谋，这便如何是好？霍显想到此处不禁浑身冷汗，事在危急必须迅速救出淳于衍，但除霍光之外也无别人能救。于是屏退左右，将自己主谋毒死许后之事备细告知。霍光一听好似半空打个霹雳，惊得目瞪口呆，半晌不能出声。暗思事关大逆，若径去自首就使保全一门，那娇滴滴的爱妻总须头颅落地，不如代为瞒住，把淳于衍等一体开释免得及祸。于是入朝谒见宣帝，但言皇后崩逝当是命数注定，若是加罪诸医未免有伤皇仁；况诸医也没有这般大胆敢毒中宫。宣帝以为不错，遂传诏赦出诸医，淳于衍也得释出。
霍显听说淳于衍出狱回家心中始安，又见案已归结可保无事，不妨重谢淳于衍以酬其劳。于是检出蒲桃锦二十四匹，散花绫二十五匹，走珠一琲，绿绫百端，钱百万，金百斤。又为她起造居屋，赐与奴仆不可胜数。偏偏淳于衍贪心不足，背地里私自怨道：“我为她担下弥天罪过，成就何等功劳，谁知她报答我不过如此！”试想霍显为了一女害死许后，
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