孝惠張皇后和惠帝發生過關係，所謂她至死是處女這種說法來自東晉之後的筆記野史小說《漢宮春色》，不足為憑，正史上沒有這種說法。各種網文裡聲情並茂、繪聲繪色記載孝惠皇后至死都是處女，惠帝和她沒有發生過性關係云云，很明顯這些都是後代文人基於自己的道德倫理觀強加給古人的。
呂太后親上加親，選了外孫女張氏立為惠帝皇后
呂后和漢高祖劉邦生有一兒一女，兒子是惠帝劉盈，女兒是魯元長公主，下嫁宣平侯張敖。呂后掌權後，希望漢家天下永遠流著自己兒女後代的血，所以決定親上加親，選了魯元公主的女兒、自己的外孫女張氏為惠帝皇后。
惠帝為人雖然很善良，但性格確實仁弱，而且對政治也沒啥興趣和野心。他目睹母親呂太后對戚夫人母子的殘酷報復之後，大病一場，從此沉迷酒色不問政事。漢惠帝風流多情，他和後宮一起生了六個兒子。
可能是惠帝后來身體不太好了，所以呂后很著急讓張皇后懷孕。根據《史記》裡的記載，呂后為了讓張皇后懷孕用盡了各種辦法。根據生活常識，懷孕最基本的前提是發生性關係，肯定是惠帝和張後發生過關係了，呂后才能考慮用各種手法試圖讓皇后懷孕。但客觀條件擺在那裡——張皇后年紀太小了，惠帝去世時她最多也就十三四歲，再加上惠帝不愛惜自己身體導致早逝，所以她沒懷孕很正常。
被呂太后操縱，小皇后被迫捲入宮廷陰謀
由於張皇后沒有孩子，呂后於是讓她假裝懷有身孕，然後偷取惠帝其他後宮生的孩子聲稱是張皇后之子。在殺掉了這個孩子的母親後，呂后把這個孩子立為皇太子。惠帝去世後，成為皇帝。
這個小孩漸漸長大後，逐漸知道了自己的身世。他揚言道：“皇后怎麼能殺了我的母親來認為我兒子？我現在還沒成人，等我長大後我要報仇！”呂后聽說後非常生氣，於是把他幽禁起來，聲稱皇帝病重得無法上朝了，於是改立惠帝另一個兒子常山王劉義為帝。呂后又立了侄子呂祿的女兒為皇后，並且大封諸呂，想鞏固皇權和呂氏家族的地位，當時強勢精明的呂后掌控天下權勢，群臣不敢有所反對。
呂后去世後，功臣發動政變，張皇后被廢棄北宮
公元前180年，呂后去世，雖然經過她的精心部署，她的子侄們掌控了軍隊和權勢，可惜他們的才智太過庸碌，能力不及呂后萬一，所以呂后這棵大樹一倒，整個呂氏家族都被功臣集團誅滅。功臣集團們廢黜少帝，迎立劉邦之子代王劉恆為新皇帝。當天晚上，有司就以惠帝諸子都是野種為由，包括少帝在內全部被誅殺。
由於漢惠帝是高祖毫無疑問的嫡長子，而張皇后是惠帝明媒正娶迎娶的皇后，再加上當時魯元公主和宣平侯張敖早就去世，張皇后的弟弟魯王張偃還是小孩子，所以功臣集團和漢文帝對張皇后網開一面，沒有殺她，但是廢黜了她的皇后名號，將她幽禁在北宮。張皇后被幽禁了將近二十年後，於公元前163年去世。由於她喪失了皇后名分，所以漢文帝雖然將她葬在了惠帝的安陵，但沒有為她起墳（也就是說沒有皇后規格的墓葬）。《漢書》作者班固等可能對文帝此舉不以為然，所以仍然稱她為孝惠皇后。
後世人對張皇后命運的感慨造成了“張後至死為處女”說法的流行
由於張皇后童稚入宮，她並沒有主動參與過任何宮廷鬥爭和陰謀，最後卻因為呂氏親屬的身份被牽連，幽禁北宮而終，沒有得到皇后身份應有的尊重，所以後世人讀史書時對她抱有很深的同情。創作於晉朝的野史小說《漢宮春色》就是一例，作者由於同情張後，在小說裡不厭其煩渲染張皇后的美麗純真和高潔，甚至說她至死都是處女之身。
其實晉朝距西漢初年已經數百年之久了，司馬遷都拿不到的史料這個作者更不可能得到，而且裡面繪聲繪色描寫的宮人對張皇后驗身甚至裸屍圍觀的行為也太無禮和荒誕了，完全不符合禮儀。不過由於惠帝和張後是舅舅外甥女的關係，所以“張後是處女之身”這種說法非常迎合後世文人以及現代很多人的倫理道德觀念，因此他們他們一直認為這個就是歷史史實。
