享年七十六岁，唐高宗辍朝七日，赠李勣太尉、扬州大都督，谥号贞武，陪葬昭陵。因后来其孙徐敬业反对武则天，发动起事，被族诛，李勣也被剖棺戮尸。到后来唐中宗以神龙之变复辟之后才平反昭雪，以礼改葬。
李勣碑与墓志铭.李勣碑立于唐高宗仪凤二年十月六日（677年11月6日），现仍竖立于李勣墓前。碑身高5.70米，宽1.80米，厚54厘米。碑额篆书，题《大唐故司空上柱国赠太尉英贞武公碑》十六字，唐高宗李治撰文并书写，书法为行草体，共31行，每行110余字不等，碑题下“御制御书”四字及文末