Cao Zhis utsikter forbedret seg ikke etter at Cao Pi døde i 226. Han skrev til den andre Wei-keiser, Cao Rui, flere ganger, og bad om en stilling der han kunne få brukt sine talenter. I 232 bad han om et privat møte med Cao Rui for å drøfte politikk. Men antagelig betraktet Cao Rui ham som en vedvarende rival til tronen, og avslo å gi ham noen stillingstilbud. Dette gjorde Cao Zhi dvørt deprimert, og han døde kort tid etter, og etterlot seg instruksjoner om en enkel begravelse.