文宗病情好转，郑注因此得到文宗亲近，更利用自己的政治影响力短期内接连驱逐宋申锡、李德裕、李宗闵三宰相。十二月任太仆卿，兼御史大夫。历任昭义节度副使等职。大和九年（835年）迁工部尚书，充翰林侍讲学士。后助文宗杀王守澄，出为凤翔节度使。郑注劝唐文宗命仇士良为左神策中尉，以分散王守澄权力，并与李训秘商，图举消灭宦官势力。甘露之变时，郑注率亲兵500人赶赴京城，不久传出李训败死，仓皇逃返凤翔，被监军张仲清和押牙李叔和设宴所杀，尸体送往京师，枭首兴安门。南宋罗大经在撰写《鹤林玉露》时以其为小人并与韩琦做对比。