郭氏是西平郡西都人，家族世代爲河西大族。黃初年間，西平郡發生叛亂，魏文帝曹丕派全城太守將叛亂平定。郭氏因此被沒收入洛陽宮。
黃初七年(226年)五月十七日，魏明帝曹叡繼位，對郭氏頗爲寵愛，封其爲夫人，並任命她的伯父郭芝爲虎賁中郎將，叔父郭立爲騎都尉。
立爲皇后
魏明帝起初非常寵幸毛皇后，後來寵幸郭氏，對毛皇后日益淡漠。
景初元年(237年)九月十五日，明帝賞遊後園，召後宮才人以上嬪妃參加飲宴娛樂。郭氏問魏明帝說：“應該把皇后請來吧?”魏明帝不同意，並且告知隨從不得宣請毛皇后。第二天，魏明帝和毛皇后見面時，毛皇后問他說：“昨日宴遊北園，玩得開心嗎?”魏明帝以爲是左右侍從們給毛皇后泄的密，因而下令殺掉十幾個隨從，並將毛皇后賜死。
景初二年(238年)十二月，魏明帝在患病之際，立郭氏爲皇后。
尊爲太后
景初三年(239年)正月初一日，魏明帝病重，立養子齊王曹芳爲太子，並命太尉司馬懿和大將軍曹爽輔佐朝政。當天，魏明帝去世。
曹芳繼位，尊皇后郭氏爲皇太后，所居宮殿稱爲永寧宮。並追諡皇太后郭氏的父親郭滿爲西都定侯，以郭太后叔父郭立之子郭建承襲其爵位;封郭太后的母親杜氏爲郃陽君。
郭太后的伯父郭芝調任散騎常侍、長水校尉，叔父郭立爲宣德將軍，皆封列侯。郭建之兄郭德，被敕命爲文昭甄皇后已死的從孫甄黃之子，並承襲明帝亡女平原懿公主的爵位，封爲平原侯，改姓甄氏。郭德與郭建兄弟二人同爲鎮護將軍，都封爲侯，共同負責京師警衛。
廢帝去世
曹魏正始八年(247年)，大將軍曹爽採納何晏、鄧颺、丁謐之計，軟禁郭太后於永寧宮，郭氏和曹芳告別時相對哭泣，曹爽自此專權。
嘉平元年(249年)，太傅司馬懿以郭太后名義發動高平陵之變，誅殺曹爽，掌控朝政大權。
嘉平六年(254年)，主政的司馬師(司馬懿長子)借郭氏的名義廢黜曹芳，並提出立曹據，但郭太后認爲曹據是魏明帝的叔父，立曹據則魏明帝無人奉祀，自己一旦成爲新帝的侄媳也會造成身份尷尬，力主立魏明帝弟弟東海王曹霖之子曹髦爲帝。
甘露五年(260年)，主政的司馬昭(司馬懿次子，司馬師之弟)，借郭太后的名義追廢遇弒的曹髦，並以普通百姓的禮節安葬。
景元四年(264年)十二月，郭太后去世。景元五年(264年)二月三十日，上諡號爲明元皇后，與魏明帝合葬於高平陵。
郭氏在魏末政壇頗具影響力，毌丘儉、文欽舉兵淮南借其名，鍾會在蜀地反叛亦稱是奉其遺令。
