早年，独孤氏嫁给了唐国公李昞，并生下了李渊和同安长公主。公元572年，李昞病故葬在了咸阳，独孤氏寡居。随后，年仅七岁的李渊袭封唐国公，独孤氏独自一手操劳国公府。后来，年老的独孤氏患有重病，而且她脾气不好。因此，独孤氏的媳妇们都害怕她，全都称病不来侍奉。只有李渊的妻子窦氏不脱衣服的昼夜服侍，所以独孤氏很喜欢窦氏。李渊建立唐朝后，追谥独孤氏为元贞皇后。
独孤氏的姐姐是北周明敬皇后，她的妹妹是隋朝文献皇后独孤伽罗，她自己也是唐朝的皇后。因此，独孤家族一门三皇后，且属于不同的朝代，实属历史罕见。