Cuối năm 1287, quân Nguyên lại chia 3 đạo đánh Đại Việt. Chồng bà Lý Thị Châu được lệnh ngăn giặc phía sông Hồng. Thế giặc mạnh, ông nhận nhiệm vụ tử chiến chặn hậu để vua quan rút lui an toàn. Thái bảo họ Trần hy sinh lẫm liệt trong trận đánh này.Tin chồng tử trận, kinh thành sắp thất thủ nhưng bà Lý Thị Châu vẫn bình tĩnh lệnh quân sĩ chuyển toàn bộ lương thực, của cải đem đi cất giấu rồi lấy một chiếc khăn hồng thắt cổ tự vẫn.Năm 1288, quân Nguyên bị phản công phải rút lui. Khi xét thưởng, bà được triều đình truy tặng “Quản trưởng quốc khố công chúa”. Đồng thời, nhà vua lệnh cho lập đền thờ bà ở Giảng Võ (Hà Nội) và Diễn Châu (Nghệ An) và 20 nơi khác mà bà đã cùng chồng đóng quân

đi xuống dốc sâu quá