令部写下最后近百字的报告，交给马孝堂时说：“我力战而死，自问对国家对民族可告无愧，你们应当努力杀敌，不能辜负我的志向。”稍后，张自忠腰部又被机枪子弹击中，他卧倒在地浴血奋战最后壮烈牺牲。

    张自忠战死后，日本人发现张将军遗体，审认无讹，一起膜拜，用上好木盛殓，并竖木牌。并全军向他行礼，甚至在他的遗体运回后方之时，日军收到消息便下令停止空军的空袭一日，避免伤到张自忠的忠骸。可见，张自忠将军在对日抗战所展现军人武德，连当时崇尚军国主义的日军都为之感动。

    蒋介石惊闻张自忠殉国，立即下令第5战区不惜任何代价夺回张自忠遗骸。一百多名优秀将士，抢回张将军的尸骨，连夜运往重庆。当灵柩经过宜昌时，全市下半旗，民众前往吊祭者超过十万人。灵柩运抵重庆时，蒋介石特亲临迎灵致祭，抚棺痛哭，并手书“英烈千秋”挽匾以资表扬。毛泽东题写了“尽忠报国”的挽词。张自忠殉国时，年仅50岁。周恩来曾亲自写下文章称赞张自忠“其忠义之志，壮烈之气，直可以为中国抗战军人之魂”。