1940年5月16日深夜，日军汉口广播电台中止正常广播，插播一则惊人消息：
“据前方战报，大日本皇军第三十九师团长在本日“扫荡”湖北宜城沟沿的作战中，向敌三十三集团军总部发动了决定性打击而将其消灭。在遗尸中发现了支那大将张自忠总司令及其下属幕僚、团长多人，同时缴获大量军事文件和军用地图，收到极大战果。
张自忠总司令，字荩忱，卢沟桥事件爆发时，是天津市长兼当地中国军第三十八师师长，性格温厚，威望极高。中国事变爆发以来，如此高级的指挥官战死，这是第一个。张自忠总司令泰然自若之态度与大将风度，从容而死，实在不愧为军民共仰之伟丈夫。
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，奉上了最虔城的崇敬的默祷，并将遗骸庄重收殓入棺，拟用专机运送汉口。”
重庆国民政府军事委员会获此消息，极感震惊，连夜致电第五战区查询：现谣传张总司令战死，情况究竟如何？请速回电告知。
第五战区复电答称：自删日（15日）以后即失去联络，情况不明，现正积极查询。
18日，第五战区司令长官李宗仁再电重庆军事委员会委员长蒋介石，证实第三十三集团军总司令张自忠确于16日战死在宜城南瓜店沟沿一带。
将星陨落，三军折柱。蒋介石深为张自忠的忠勇所感，震惊、悲痛之余，急电前线，告谕官兵：
顷悉荩忱总司令亲临前线督线，壮烈阵亡，噩耗传来，痛悼万分！顾荩忱忠贞英勇，牺牲成仁，本其素志，光荣一死，炳耀千秋！惟在此抗战中途，将星忽陨，使国家遽失长城，损失过大，其何以堪？此中追念素所信赖爱护之袍泽，不禁悲痛无已者也！至荩忱尽瘁抗日，功在国家，所有表扬抚恤诸事，自当从详拟订，呈请国府明令施行。其所部，请代中善为抚慰，务继荩忱总司令之遗志，益加儆奋，是所切望！闻耗仓猝，未能尽意。现荩忱遗体，已否寻得运回？其阵亡详情，均盼详报。
中正巧已川侍参
当时，李宗仁复电告知，已派军将张总司令遗体抢回，并拟于近日运往重庆。蒋介石这才放下心来。
抗战以来，以上将衔集团军总司令之尊亲临前线，战死沙场，张自忠为第一人。
噩耗传出，举国震悼，国民政府发布命令，将张自忠牌位入祀忠烈祠并列首位；发布国葬令，为张自忠举行国葬。
1982年4月16日，中华人民共和国民政部批准张自忠为革命烈士。
张自忠贵为第33集团军总司令，是如何战死沙场的呢，让我们回到1940年那个悲壮的5月吧！
最后的夜晚
马贯一到达南瓜店后，曾同440团团长郑万良会面。郑说：“看情况我们要吃包子了。”马说：“你怎么不赶快向总司令报告呀。”郑伸伸舌头，“谁敢跟他说呀！”
其实，张自忠对此已有判断，只是末动声色而已。他察觉到大家的心情，就把总部人员、手枪营和七十四师主要干部集合起来，对大家说：“我们已陷入敌人的重围，情况是相当吃紧了，不过只要不离开队伍，总有办法。大家无论如何，务必镇定，不要紧的，我张自忠始终和大家在一起，在任何情况下，也决不离开队伍。”接着，又传令：“今后凡夜间行军，打手电的、吸烟的、枪毙！不守秩序的、吵闹的，枪毙！落了队的，不要！”
此时，张自忠手中可战之兵仅1500余人，而包围之日军则有五六千人，局势之险恶可想而知。晚上，他致电黄维纲师长，领他率三十八师由新街前来解围。鉴于三十八师距离较远，且为当面之敌所纠缠，能否及时赶到没有把握，张自忠又致电樊城之第十一集团军总司令黄琪翔请援，但未见答复。
夜里，张自忠住宿于一个叫余大保的农户家。由于连日来缺乏饮食，多以农田里的蚕豆充饥，他的旧病痢疾复发，腹泻不止，加之睡眠不足，劳累困乏，他消瘦了很多。然而，就在处境险恶、身体不适的情况下，他仍把百姓的疾苦记在心上。到几户人家走了走，看到村民一贫如洗，当即叫副官给全村每户发10块现洋。
难忘的五月十六日
翌日，刻骨铭心的的五月十六日，血火交织的一天。
这是一个阴霾的早晨。拂晓，激烈的枪声打破了黎明的沉静，战斗首先从西边毛家弯旁的小山子开始。此地距沟沿里不过1000米，中间只隔两个小山包。守在这一线的是440团。
张自忠刚刚睡下就被惊醒，立刻起身带领李文参谋长、张敬高参、苏联顾问和几个随从副官到沟沿里后山上观察。
日军很快攻占了两上小山包。张自忠命440团预备队增援上去，夺回第二个山包。日军又几次冲锋，均被击退。战至日出时，440团第一道防线终于被突破，日军攻占沟沿里西北制高点牛肋巴骨山,居高发炮，沟沿里直接暴露在敌火网之下。与此同时，东线之敌攻克两乳山，以重炮向我前沿阵地轰击。张自忠遂将总部东移至杏仁山旁的陈家湾。
上午10时许，日军步兵猛攻沟沿里，440团退守石龙岗，隔山沟与敌相持。东面，从方家集越过十里长山之敌，与进入罐子口之敌相呼应，从东面两面夹攻我七十四师罗家窄屋阵地。日军攻势一浪高过一浪，敌我往返冲杀，阵地失而复得四次，战况异常惨烈。
七十四师弹药几乎用尽。马贯一派人向张自忠请求补充，此时，总部与兵站已失去联系，张自忠命李文田用电话向马贯一传达指示说：“对敌人要狠狠地打，子弹打完了用剌刀拼，剌刀断了用拳头打，用牙咬。”随后，他又派副官给马贯一送去亲笔手谕，上面写着：现在到了国家民族生死存亡之际，正是我们军人杀敌报国之时。这次对敌作战，你只管拼命打，打好了完全是你的功，打不好我完全负责。马贯一接到手谕后，立即赶到前沿阵地督战。
留守窑湾的七十四师部队，16日清晨接到张自忠命令后迅速凑集了180余人和4挺机关枪，派工兵营营长赵德志率领，跑步前来支援，张自忠把他们派到最吃紧的东山口。
激战在枪炮轰鸣中持续，张自忠对李文田说：“现在战况恶化，我们为国家牺牲是理所当然，但总不能让朋友在此流血，你派人陪苏联顾问转移吧。”接着又喊道：“总部和政治部带枪的留下，空手的由李致远参军带领，到山背后西北方向集合！”随后指定440团掩护他们撤离战场。
李参军十分担心总司令的安全。撤离前，他消声对洪进田说：“我走后，总司令由你和杜营长带领手枪营负责保卫，要劝说总司令转移到南山上去。”
不久，守卫东山口的工兵营弹药用尽，正欲动摇，七十四师参谋处主任许文庆在师指挥所大喊，赵营长，总司令就在后头，要顶住敌人！赵营长答：“许主任，你放心，我－－－，”未及说完，就中弹阵亡。工兵营溃退下来，马贯一急调443团冲上去堵住缺口。
奉命掩护非战斗人员撤离的440团，因遭到日军猛烈冲击，数百人完全溃散。团长郑万良在混乱中逃离战场。
中午，日军在加强东西两面进攻的同时，又开始猛攻南面的石窝，企图将我军压迫至长山脚下开阔地带加以围歼。
张自忠急忙将手枪营调到石窝阻敌。该营士兵多系冀鲁豫三省青年，身强力壮，勇猛剽悍。他们在杜营长的指挥下，为保卫总司令同日军展开殊死搏杀。激战中，杜营长身负重伤，扑地不起，张自忠派人将他抬出险境。洪进田挺身而出，代杜营长指挥手枪营，继续与敌战斗。但不久，洪上校了中弹牺牲。全营四位连长，一个阵亡，两个负重伤，仅余连长一人，士兵伤亡过半。石窝终于失守。日军从东、西、南三面猛轰我军不到１平方公里的阵地。
