正子内亲王美貌迷人，同时又兼具母仪之德，因而在天长四年（827年），入叔父淳和天皇后宫，被册立为皇后。正子内亲王婚后一连生下恒贞、基贞、恒统等三亲王，同时长子恒贞亲王被立为仁明天皇皇太子。

天长时年2月28日（833年3月22日），淳和天皇让位于仁明天皇，成为上皇，而正子内亲王随晋为皇太后。承和七年（840年），淳和上皇逝世后，正子内亲王落饰出家，而在淳和上皇逝世后，皇太子恒贞亲王失去后台，因而在承和九年发生了承和之变，皇太子恒贞亲王被废，改立仁明天皇女御藤原顺子所出的道康亲王为皇太子。由于这场政变中正子内亲王之母——太皇太后橘嘉智子牵涉其中，造成正子内亲王对母亲的仇视与怨怼。

正子内亲王自皇后时代就致力于佛教及关心百姓，在天长8年干旱时，就曾奏请淳和天皇重新审理案情、免去人民劳役以求降雨。次年又临云林亭视察农务，赐农民诸多物品。长子恒贞亲王被废去太子之位后，随文德天皇即位，正子内亲王被尊为太皇太后。贞观年间，正子内亲王将当年父亲嵯峨天皇之旧宫嵯峨院改建为大觉寺，亦将丈夫淳和天皇之离宫淳和院作为道场。