黄初二年时，不幸降临到了桓阶身上，他身患重病卧床不起。曹丕得知这一消息后，为表对桓阶功绩的认可和恩宠有加，特意晋升他的爵位至安乐乡侯。同时，还将他调任为太常这一重要官职。然而，尽管曹丕多方关怀照顾，但桓阶最终还是未能战胜病魔，与世长辞。曹丕对此深感悲痛惋惜，特赐予他“贞侯”的谥号，以彰其忠贞不二之品德。
桓阶离世后，按照世袭制度，由其长子桓嘉承袭了爵位。而其次子桓纂也因父荫得到重用，被任命为散骑侍郎，并赏赐了关内侯的爵位。如此一来，桓氏一门可谓荣耀满门，备受尊崇。
此外，桓阶生前还曾着有《桓令君奏议》一书。其中所收录的奏请追崇始祖、详细阐述受禅礼仪等篇章，不仅展现出了桓阶深厚的学识素养，更对深入探究当时的政治制度演变以及礼仪文化传承具有不可忽视的参考价值。这些珍贵文献为后世学者研究三国时期的历史风貌提供了宝贵资料。
抛开其他方面不谈曹操的人格魅力足以让当时的大多数人投奔为之卖命，不是没有原因。