呼延氏的父亲呼延平，原是慕容超叔父慕容德在前秦任张掖太守时的部属，赦免过呼延平的死罪，对其有恩。前秦建元二十年(384年)，慕容德与兄慕容垂反秦建立后燕，新任张掖太守苻昌处死了慕容超的父亲慕容纳和慕容纳、慕容德兄弟所有的儿子。慕容纳的段夫人因怀孕没有被杀，而是监禁等待孕后处决。

　　时任狱吏的呼延平，秘密将段夫人和慕容纳、慕容德兄弟的母亲举报就公孙夫人放走，段夫人在羌地生下慕容超。后凉麟嘉六年(394年)公孙夫人病逝，呼延平将段夫人和慕容超带到后凉都城姑臧(今甘肃武威)。神鼎三年(403年)，后凉亡于后秦，呼延平、段夫人和慕容超作为姑臧平民，被迁往后秦都城长安。之后，呼延平去世.

　　段夫人感念呼延平的恩德，对儿子说：“我们母子能够保全，完全是呼延平的功劳。呼延平已经死了，我想为你纳他的女儿为媳妇，报答他的大恩。”于是慕容超娶了呼延平的女儿为妻。

　　南燕建平六年(405年)四月，已经是南燕皇帝的慕容德得知慕容超羁留在长安，便写密信鼓励他逃离长安回到南燕。慕容超没敢告诉母亲和妻子，只身回到南燕。慕容德的儿子这时都死了，在慕容超回来后，慕容德就立他为皇太子。不久慕容德去世，慕容超即位南燕皇帝。

　　数年后，慕容超请求后秦释放他的母亲和妻子回到南燕。慕容超接受了后秦皇帝姚兴的苛刻条件：南燕向后秦称臣;将南燕宫廷乐工送给后秦。太上三年(407年)十月，姚兴派人，将段夫人和呼延夫人送回到南燕。太上四年(408年)正月，慕容超立呼延氏为皇后。

　　太上六年(410年)二月初五，南燕都城广固(今山东青州)陷落，南燕灭亡，慕容超被俘，被送往东晋都城建康(今江苏南京)斩首。慕容超被俘之后，将母亲和妻子托付给了东晋将领刘敬宣(因刘敬宣曾为慕容德的臣属)。呼延皇后的结局历史上没有记载，但由于刘裕杀死了南燕多数贵族与大臣，呼延皇后可能就在其中。