Qua đời.

Năm 1613, ông lâm bệnh nặng, cho gọi người con thứ 6 Thụy quận công Nguyễn Phúc Nguyên từ Quảng Nam về kế vị và căn dặn: Nếu Bắc tiến được thì tốt nhất, bằng không giữ vững vùng đất Thuận Quảng và mở mang bờ cõi về phía nam. Đất Thuận Quảng này phía bắc có núi Hoàng Sơn, sông Linh Giang, phía nam có núi Hải Vân và Bi Sơn, thật là đất của người anh hùng dụng võ. Vậy con phải biết thương yêu dân, luyện tập binh sĩ để xây dựng cơ nghiệp muôn đời. Ông cũng nói với các cận thần lúc hấp hối bên giường bệnh: Ta với các ông cùng nhau cam khổ đã lâu, muốn dựng lên nghiệp lớn. Nay ta để gánh nặng lại cho con ta, các ông nên cùng lòng giúp đỡ, cho thành công nghiệp.

Nguyễn Hoàng trấn thủ đất Thuận Quảng 55 năm, thọ 89 tuổi, vua Lê ban tước Cẩn nghĩa công, thụy là Cung Ý. Ban đầu mộ của Nguyễn Hoàng táng ở vùng núi Thạch Hãn, huyện Hải Lăng, phủ Triệu Phong (nay thuộc huyện Hải Lăng tỉnh Quảng Trị), về sau được cải táng lăng mộ chuyển về núi La Khê tức Khải Vận Sơn (nay thuộc huyện Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế). Ban đầu Nguyễn Hoàng được thờ tại chùa Long Phước (nay thuộc huyện Gio Linh, tỉnh Quảng Trị), về sau được Chúa Sãi Nguyễn Phúc Nguyên phối thờ cùng Tĩnh Công Nguyễn Kim tại chùa Thiên Mụ ở Phú Xuân (nay là Thành phố Huế).

Năm Giáp Tý, niên hiệu Gia Long năm thứ ba, 1804, vua Gia Long (1780 -1802) cho dựng Thái Miếu rộng mười ba gian để thờ các Chúa Nguyễn và các công thần đời trước, chúa Tiên Nguyễn Hoàng cùng Hoàng hậu được thờ ở áng chính giữa. Vua Gia Long suy tôn cho Nguyễn Hoàng miếu hiệu Thái Tổ, thụy hiệu là Triệu Cơ Tùy Thống Khâm Minh Cung Úy Cần Nghĩa Đạt Lý Hiển Ứng Chiêu Hựu Diệu Linh Gia Dụ hoàng đế và miếu hiệu là Thái Tổ.