叛军知睢阳已无外援，围攻更急。众人议论向东转移，张巡、许远认为睢阳是江、淮屏障，如果放弃，叛军就会乘胜鼓噪南窜，江、淮必亡。而且带领饥饿士兵行军，必然到不了目的地。
十月初九，叛军攻城，将士因伤病无法作战。张巡向西叩拜说：“孤城防卫之计已穷尽，不能保全了，臣活着不能报告陛下，死也一定变成鬼来杀贼。”
睢阳城陷后，张巡与许远一起被俘。睢阳将士见到张巡后，起立哭泣，张巡说：“大家镇静，不要怕，死是命中注定的。”众人都因悲伤而无法仰面正视他。尹子琦对张巡说：“听说您督战时，大声呼喊，往往眼眶破裂血流满面，牙也咬碎，何至于这样呢？”张巡答道：“我要用正气消灭逆贼，只是力不从心而已。”尹子琦发怒，用刀撬开他的嘴，发现只剩三、四颗牙齿。张巡骂着说：“我为君父而死，你投靠叛贼，乃是猪狗，怎能长久！”尹子琦佩服他的气节，想要释放他。有人说：“他是谨守节义的人，怎肯为我所用？而且他得军心，不可留。”尹子琦于是以刀胁迫张巡投降，张巡不屈服。尹子琦又逼南霁云投降，南霁云未应声。张巡呼叫：“南八，男儿一死而已，不能向不义的人投降！”南霁云笑着说：“想有所作为啊，您是了解我的，怎么敢不死！”也不肯投降，张巡于是与姚门言、雷万春等三十六人一同遇害，终年四十九岁。
唐肃宗后追赠张巡为扬州大都督、邓国公，并授其子官职。
军事思想
张巡在抗击叛军中表现了杰出的军事才能，其军事思想集中体现在雍丘、宁陵、睢阳三次作战中，概括起来具体有以下几点：
人物评价
总评
张巡死守睢阳，前后大小战有四百馀次，斩敌将数百名，杀贼卒二万余人。让叛军受到重创，同时保障了唐朝东南的安全，为唐朝平定安史之乱立下奇功。
历代评价
唐代宗李豫在为张巡等立庙时下诏称：顷者，国步艰难，妖星未落，中原板荡，四海横波。公等内总羸师，外临劲敌，析骸易子，曾未病诸，兵尽矢穷，乃其忧也。于戏！天未悔祸，人何以堪？宁甘杀身，不附凶党，信光扬于史册，可龟鉴于人伦。其立庙焉，以时祭祀。
李翰在《进张巡中丞传表》中称：贼所以不敢越睢阳而取江淮，江淮所以保全者，巡之力也。孤城粮尽，外救不至，犹奋羸起病，摧锋陷坚。俾三军之士，啖肤而食，知死不叛。及城陷见执，终无挠词，顾叱凶徒，精贯白日，虽古之忠烈，何以加焉……若无巡则无睢阳，无睢阳则无江淮，贼若因江淮之资，兵弥广，财弥积，根结盘据，西向以拒五师，虽终於歼夷，而旷日持久。国家以六师震其西，巡以坚垒扼其东，故陕鄢一战，而犬羊北走，王师因之而制胜，声势才接而城陷，此天意使巡保江淮，以待陛下之师，师至而巡死也，此巡之功大矣。
柳宗元称赞张巡等：惟公（南霁云）与南阳张公巡、高阳许公远，义气悬合，訏谋大同。誓鸠武旅，以遏横溃。裂裳而千里来应，左袒而一呼皆至。柱厉不知而死难，狼瞫见黜而奔师。忠谋朗然，万夫齐力。
韩愈在《张中丞传后叙》中感叹：守一城，捍天下，以千百就尽之卒，战百万日滋之师，蔽遮江淮，沮遏其势。天下之不亡，其谁之功也？
杜牧在《上宣州高大夫书》中说道：张巡亦进士也，凡三入判等，以兵九千守雎阳城凡周岁，拒贼十三万兵，使贼不能东进尺寸，以全江淮。
刘昫在《旧唐书》中赞道：兽解触邪，草能指佞。烈士徇义，见危致命。国有忠臣，亡而复存。何以丧邦？奸邪受恩。
宋祁在《新唐书》将张巡与许远一同评价：张巡、许远，可谓烈丈夫矣。以疲卒数万，婴孤墉，抗方张不制之虏，鲠其喉牙，使不得搏食东南，牵掣首尾，豗溃梁、宋间。大小数百战，虽力尽乃死，而唐全得江、淮财用，以济中兴，引利偿害，以百易万可矣。巡先死不为遽，远后死不国屈。巡死三日而救至，十日而贼亡，天以完节付二人，畀名无穷，不待留生而后显也。惟宋三叶，章圣皇帝东巡，过其庙，留驾裴回，咨巡等雄挺，尽节异代，著金石刻，赞明厥忠。与夷、齐饿踣西山，孔子称仁，何以异云。
司马光在《资治通鉴》中两次评价张巡：
傅伯寿评价道：尹吉甫之伐俨狁，召虎之平淮夷，皆为有周中兴之名将；陈汤之斩单于（郅支单于），傅介子之刺楼兰，冯奉世之平莎车，班超之定西域，皆为有汉之隽功。在晋则谢安宴衍以靖胡寇，祖逖击楫暂清中原；在唐则王忠嗣之抚众守边，张巡之百战死敌，忠义谋略，卓然冠于一时而垂于后代。
徐钧在其诗中称：析骸易子守孤城，六万惟馀四百人。生道杀民民不怨，千年庙食尚如新。
文天祥在《正气歌》中以张巡、颜杲卿相比：为张睢阳齿，为颜常山舌。
计有功在《唐诗纪事》中评价：博通群书，为文章不立稿，以忠义死睢阳。
余阙曾立志道：男子当生为韦孝宽，死为张巡。
赵秉文自请守边时说：陛下勿谓书生不知兵，颜真卿、张巡、许远辈以身许国，亦书生也。
李东阳作诗赞道：将军有齿嚼欲碎，将军有眦血成泪。生为将星死为厉，尽是山川不平气。二人同心金不利，天与一城为国蔽。强兵坐拥瞋相视，孝子忠臣竟谁是。千载功名亦天意，君不见河南节度三日至。
丘濬在《大学衍义补》 中评价：自古名将不用古兵法者三人，汉霍去病、唐张巡、宋岳飞而已，皆能立功当时，垂名后世，然则兵法果不可用耶？曰兵法譬则奕者之谱也，谱设为之法尔，用之以应变制胜则在乎人，兵法亦犹是焉。
程敏政在《篁墩文集》中评价：中丞张公当安史之乱，保江淮以遏强虏、资中兴，则江淮以南不污于腥膻、不罹于荼毒者，皆其力也，江淮以南祀之宜也。
敖英在《东谷赘言》中评价：张巡、许远，孤忠大节无可间然者。奈何当时于巡也，犹议其杀妾之忍；于远也，犹议其分守之<门亚>先陷，不有李翰之表，昌黎之文，则后世惑焉。作史者论唐褒忠之典，有遗恨焉者以此。呜呼！此其所以终唐之世，不能鼓河北忠臣义士之气也。宜哉！
孙承恩：百练刚心，千锤义骨。应变出奇，风云倐忽。手障长淮，气吞逆胡。天道人伦，百世不诬。
李贽在《史纲评要》中称道：不依古法，人自为战，虽古大将不能过也。人知必死，莫有叛者，号如此严明，足矣。何必如吴、白辈下毒手乎，勿以成败论英雄可也。
张燧在《千百年眼》中称赞道：余屈指上下数千载间，盖唐有张睢阳，合之武穆（岳飞）而二，当亦闲气所钟也。
唐汝询在《唐诗选》中评价其诗：睢阳死义之士，非以诗名，而其诗亦壮，读之凛然。
王夫之在《读通鉴论》中评价张巡：
赵翼在《陔余丛考》中感叹：颜常山（颜杲卿）、张睢阳、段太尉（段秀实）辈，一代不过数人也。
蔡东藩在《唐史演义》中评价：张巡许远，为唐室一代忠臣，不得不详叙事实，为后世之为人臣者劝。
台湾三军大学编著的《中国历代战争史》中评价张巡道：
赵剑敏在《盛世魂：大唐玄宗时代》一书中评说《守睢阳作》：这诗作得惨烈，作得冷静，道出了奇男子的志，道出了伟男子的意，捧出了一颗灼热滚烫但又无奈的报国心。
轶事典故
张巡退守睢阳之后，局势危如累卵。叛军得知，更是将睢阳围得铁桶一般。城中将士建议弃城突围，张巡与许远认为：睢阳是江淮地区的门户，若放弃睢阳，则江淮不保，朝廷将失去抗击叛军最重要的财赋和兵员来源；再则，这样一批面黄肌瘦的残兵即使能够突围，也不可能在强敌的追击下幸存。于是还是决定死守。叛军用云冲、木马、钩车等工具攻城，均被张巡化解，最后干脆不进攻啦，就驻扎在城外等着唐军饿死。
此时唐军断粮多时，树皮、纸张也吃完，便张起罗网捕捉鸟雀、老鼠充饥，最后发展连皮制的铠甲都被煮熟吃掉的地步。鸟雀、老鼠、铠甲也吃完，城中只好吃人。张巡首先杀死自己的爱妾，强令官兵吃下；接着许远也杀掉自己的仆奴当军粮。吃完主帅的家人后。然后是城中的老弱妇孺。睢阳城中战前有户口四万，至城破仅剩四百活人。…
