在战斗中，正向前冲的张自忠身中数弹，右胸洞穿，血涌如泉。少校警卫马孝堂忙上前为他包扎。伤口尚未包扎好，日军一窝蜂冲了上来。
这份源自日军《231联队史》的珍贵档案，以日军官兵的亲口讲述，再现了张自忠以身殉国的惨状：
当冲到距这个高大身材军官只有不到13米的距离时，藤冈一等兵从他射来的眼光中，感到有一种说不出的威严，竟不由自主地愣在原地。这时背后响起了枪声，第三中队长堂野军官射出了一颗子弹，命中了这个军官的头部。他的脸上微微出现了难受的表情。与此同时，藤冈一等兵像是被枪声惊醒，也狠起心来，倾全身之力，举起刺刀，向高大的身躯深深扎去。在这一刻，这个高大的身躯再也支持不住，像山体倒塌似的，轰然倒地。
5月16日下午，日军开始清扫战场。一名日本军官看到一具着黄色军装的尸体，身上还盖着大衣，他从死者左胸兜掏出一支派克金笔，一看，上面镌刻着“张自忠”三个字!这名日本军官“啪”地立正，恭恭敬敬地向遗体行了一个军礼;又忙叫人找来担架，将遗体抬往20里外的陈家集日军第三十九师团所在地。
经与张自忠相识的日军第三十九师团参谋长专田盛寿核验后，师团长村上启作命令军医用酒精把张自忠的遗体擦洗干净，命人从附近的木匠铺赶制一口棺材收殓入棺，葬于陈家祠堂后面的土坡上，坟上立一墓碑，上书：“支那大将张自忠之墓。”
一代抗日名将张自忠壮烈殉国时，年仅49岁。随张自忠东渡作战的官兵亦全部战死。
端着轻机枪抢回将军忠骨马孝堂负伤后被日军俘虏，后来拼死逃脱，打听到了张自忠遗体的下落。在当地老乡的帮助下，他被用担架抬回张家沟第三十八师师部。
第三十八师师长黄维纲，和张自忠私交不错。张自忠牺牲后不久，他任第五十九军军长。黄维纲听完马孝堂的报告，悲恸万分，当即率便衣队急驰陈家集。已是排长的郭荣昌参加了第三十八师敢死队，他端着轻机枪跟随黄维刚于16日夜间突袭陈家集。与敌激战两昼夜，付出了200多人的伤亡，终于在陈家集寻得英烈坟墓，开棺将忠骸起出抢回。当医疗队人员用酒精擦洗遗体全身时，看到他全身共负重伤7处，最重的是一处洞穿胸部的炮弹伤。
“黄师长光着膀子、穿着裤衩，带着弟兄们光着脚丫、顶着鬼子的炮弹朝前冲，几进几出终于抢回了张军长的遗体。”郭荣昌说着，又用手摸摸前额上的伤疤，“这是拼刺刀时被鬼子挑的，咱们是朝前刺，日本人是向上挑的。”
随后，张自忠遗体被运往当时陪首都重庆安葬。路经宜昌时，十万军民恭送灵柩至江岸，其间日机三次飞临宜昌上空，但祭奠的群众无一退却。最后，日本飞机一弹未投，盘旋而去。
