面对步步逼来、怪声吼叫的大批日军，跟随张自忠多年的忠诚士兵，表现出惊人的勇敢和顽强。他们将生死置之度外，用血肉之躯将绝对优势的日军阻挡在山脚下，达两个多小时。
厮杀在雨中持续，手枪营士兵所剩无几，王金彪也在激战中阵亡。张自忠眼看前方官兵一个个倒下，再也按捺不住，提起一支冲锋枪，大吼一声，向山下冲去，扣动扳机，向日军扫射，十几名日军应声倒毙。这一刹那，远处的日军机枪向他射来，他身中数弹，右胸洞穿，血如泉涌。马孝堂见他突然向后一歪，飞奔上前为他包扎，鲜血溅了一身。
伤口还没包扎好，日军就一窝蜂冲了上来。张自忠对张敬和马孝堂等人说：“我不行了，你们快走！我自己有办法。”大家执意不从，张自忠拔出腰间的短剑自尽，卫士大惊，将他死死抱住。
弥留之际，张自忠躺在地上，脸色苍白，平静地说：“我这样死得好，对国家，对民族，对长官，良心很平安。你们快走！”
这时，日军已冲到跟前，多处负伤的张敬举枪击毙几名日军，被蜂拥上来的日军用刺刀捅死。
日军战史资料记载了这场战斗的最后情节：
第四分队的藤冈元一等兵，是冲锋队伍中的一把尖刀，端着刺刀向敌方最高指挥官模样的大身材军官冲去。这人从血泊中猛然站起，眼睛死死盯住藤冈。冲到距这个大身材军官不到三米的距离时，藤冈一等兵从他射来的眼光中，感到有一种说不出来的威严，竟不由自主地愣在了原地。
这时，背后响起了枪声，第三中队长堂野射出了一颗子弹，命中了这个军官的头部。他的脸上微微地出现了难受的表情。
与此同时，藤冈一等兵似乎被枪声惊醒，也狠起心来，倾全身之力，举起刺刀，向高大的身躯深深扎去。在这一刺之下，这个高大的身躯再也支持不住，像山体倒塌般轰然倒地。
张自忠倒下后，南瓜店一带枪声骤停，格外寂静。硝烟弥漫的战场上，尸体横七竖八，细雨无声地飘落。殷红的血随着雨水缓缓流淌，染红了黑色的泥土。历史定格了一个静穆的场面，一个永恒的瞬间。张自忠无愧地死去了，时年四十九岁。五百多人与他同时殉国，包括张敬、洪进田和马孝堂。
日军开始打扫战场，他们估计刚刚死去的这位军官，一定是位将军，便翻动遗体搜身，从他身旁的手提保险箱中，翻出了“第一号伤员证章”，还从胸兜中掏出一支派克金笔，上面刻着“张自忠”三字。藤冈和堂野大为震惊，不禁倒退几步，啪的立正，恭恭敬敬地向遗体行了军礼。
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。
当天深夜，日军设在汉口的广播电台中断正常广播，插播了张自忠阵亡的消息，并称：“我皇军第三十九师团官兵在荒凉的战场上，对壮烈战死的绝代勇将，奉上了最虔诚的崇敬的默祷，并将遗骸庄重收殓入棺，拟用专机运送汉口。”
日军对张自忠将军表现了极大的崇敬，由军医用酒精仔细清洗遗体，并包扎好伤口，郑重装殓，放进赶制的棺材里。此棺被葬于一处山坡上，并立墓碑，上书：
“支那大将张自忠之墓”。
冈村宁次曾经说过：“我们成了冤家对头，不过这种冤家对头其妙无比。您也许知道，我以前在北平认识了张自忠司令官，而在进攻汉口之后，不幸得很，我们在汉水(即襄河)东岸之战两相对峙下来。那个时候战事爆发，张先生勇往直前，挥兵渡河，进入我方阵地，惟遇我方因战略关系向前进击，他竟冲至我军后面战死。他之死令我感慨无量，因我本身也随时有阵亡的危险。”
张自忠是中国抗日战争中为国捐躯的最高级将领之一，也是第二次世界大战反法西斯阵营五十多个国家中战死沙场的最高级将领。张自忠的死，向日本侵略者昭示了中国军人的庄严人格，显示了不畏**的英雄气概和誓死救国的坚强决心。
每个民族都有自己的英雄，张自忠为中国人所崇仰，他经得起生与死的考验，把个人生死与民族存亡合为一流。
英雄归去，英灵不远。
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