最后的时刻到了。尹子奇知道睢阳守军的外援已经彻底断绝，立刻加紧了对睢阳的围攻。
面对这毫无希望的困境，将士们提议：放弃睢阳，撤往江淮一带。张巡和许远也不得不考虑弃城的可行性。但是他们讨论到最后，得出的共同结论仍然是——坚守。
他们认为，睢阳是江淮的门户，一旦弃守，叛军必定长驱直入，到时候帝国的财赋重镇将全部落入敌手。更何况，如今将士们都饿得走不动路了，未必能够突出重围。张巡和许远相信，就算是在战国时代，原本敌对的诸侯在危难之时尚且相互救援，更何况坐拥大军的贺兰进明等人呢？所以，张巡和许远的结论就是——继续坚守，等待援军。
可是，将士们没有吃的，如何坚守？城中的树皮早就扒光了，连茶叶和纸张也都吃完了，接下来还能吃什么？
张巡和许远的回答是：吃马。
很快，马也吃完了，将士们只能“罗雀掘鼠”。没过几天，麻雀和老鼠也都吃光了，将士们只好瞪着一双双饿得发绿的眼睛，直愣愣地盯着张巡。
张巡默默地看了看他们，忽然转身走下城楼。
片刻后，张巡回来了，肩上扛着一只沉甸甸的麻袋。将士们迫不及待地解开麻袋，冒着绿光的眼睛霎时变得通红。
因为他们看见——麻袋里装着一堆肉。
那是人肉。
准确地说，那是一个女人的肉。
从那堆血肉模糊的残肢断臂中，个别细心的将士认出来了——那是张巡的女人，是他的爱妾！
将士们愕然了一瞬，惭悚了一瞬，也感动了一瞬。然而，短短的一瞬过后，他们就像一群饿狼一样扑向了那堆肉……
他们太饿了。
在饥饿面前，惊愕算什么？愧疚算什么？感动又算得了什么？
张巡的爱妾转眼就被分吃一空了。紧接着，许远也扛来了好几个大麻袋——里面装着被他杀死的几个家奴。
然而，几个人的肉是远远不够吃的。
接下来的日子，将士们开始捕杀城中的女人。不管她们藏身何处，最后都会被抓出来一一烹吃。女人吃光了，就吃男人中的老人和小孩……
或许刚一开始，将士们多少还有一些不良的心理和生理反应，可到了后来，大伙也就习惯成自然了。因为吃多了、吃久了，那种难以下咽、恶心欲吐的感觉自然就消失了。最终他们得出一个结论——其实吃人并没有想象中的那么困难。
睢阳就这样变成了一座人间地狱。
每当夜幕降临、燕军攻势退去时，睢阳城上就会燃起一堆堆篝火。只见士兵们三五成群地聚在火堆边，每个人手上都抓着一只手或一只腿在啃咬。火光把他们的身影拉长，令他们看上去就像一群张牙舞爪的鬼魅。在他们身边，散落着一根根或长或短、或粗或细的白骨。原本万家灯火的睢阳城，此刻只剩下一片黑暗和死寂。每一座宅子，每一条小巷，每一个角落，都散发着腥膻、腐臭的气息。惨白的月光下，到处可见被士兵们随意丢弃的一颗颗老弱妇孺的头颅，以及大大小小、沾满血污的手掌和脚掌……
从八月到十月，以张巡、许远为首的睢阳守军，就是以这种“同类相食”的残忍方式，维持着一种令人难以想象的生存。据《新唐书·张巡传》所载，睢阳守军在这最后的两个月里，被吃掉的老弱妇孺多达三万人。
与此同时，燕军也一直没有停止攻城。到了十月初，睢阳的一千多名守军又陆续战死，最后只剩下四百个人。
准确地说，是剩下四百个疾病缠身、气息奄奄的病号。
他们的生命力和战斗力，已经被这场旷日持久的战役彻底耗尽了。
十月九日，当燕军像潮水一样涌上睢阳城头时，唐军将士再也无力举起手中的刀枪。
张巡绝望了。他向西遥拜，大声喊道：“臣力竭矣，不能全城，生既无以报陛下，死当为厉鬼以杀贼！”（《资治通鉴》卷二二〇）
随后，燕军生擒了张巡、许远等人。尹子奇命人把张巡押到跟前，用他的独眼久久凝视着这个令人恐惧的对手，忽然咧嘴一笑，说：“听说您每次作战都会把牙齿咬碎，为什么？”
张巡仰天狂笑：“我志在生吞逆贼，只恨力不从心！”
尹子奇当即用刀撬开张巡的嘴，果然看见牙床上只剩下三四颗牙齿。尹子奇顿时肃然起敬。他有心想留张巡一条命，然后招降他，可左右却坚决反对。他们说：“张巡是一个把气节看得比生命更重的人，不可能为我所用。而且，他深得军心，如果留下他，必为后患。”
尹子奇思来想去，觉得此言不无道理，最后只好将张巡、南霁云、雷万春等三十六名唐将全部斩首。许远被押赴洛阳，未久也不屈而死。
张巡终年四十九岁。
据说他死时，“颜色不乱，扬扬如常”，不愧是一个铁骨铮铮、顶天立地的汉子。
睢阳之战，历时十个月，前后大小四百余战；张巡、许远以不足万人之众（初六千八百人，后增兵三千人），抵挡了尹子奇的十几万大军（初十三万，后增兵数万），且斩杀敌将三百、毙敌十二万人，堪称中国古代战争史上以寡敌众、以弱制强的经典战例。
张巡之所以取得如此骄人的战绩，首先当然是因为唐军将士的同仇敌忾和英勇顽强，可还有很重要的一点，就是张巡临敌时的机变无穷。
张巡作战时，从不墨守成规，甚至不依照古代兵法，而是让他的麾下将领各随己意指挥士兵。有人对此深感不解，张巡解释说：“燕军主力都是胡人，他们作战，历来是‘云合鸟散，变态不恒’，仅仅数步之间，情势就有很大差异，因此必须在刹那之间作出反应，如果事事禀报主帅，那就什么都来不及了。所以，我尽量做到让士卒了解将领的个性，将领熟悉士卒的心理，如此一来，他们到了战场上，就能像手掌指挥手指一样运用自如。士卒与将领一旦相知相习，就能做到人自为战，也才能做到临机应变，出奇制胜。”
作为中国古代最杰出的将领之一，两《唐书》和《资治通鉴》都对张巡作出了很高的评价，称他：“推诚待人，无所疑隐；临敌应变，出奇无穷；号令明，赏罚信，与众共甘苦寒暑，故下争致死力。”
然而，张巡为了坚守睢阳而不得不吃人之事，却在他身后引起了轩然大波，而且千百年来一直饱受争议。首先，肃宗朝廷在是否该追认他为功臣这件事上，就产生了很大争议。贬张者认为“张巡以守睢阳不去，与其食人，曷若全人”。挺张的人则认为，“巡以寡击众，以弱制强，保江、淮以待陛下之师，师至而巡死，巡之功大矣”（《资治通鉴》卷二二〇）。而且吃人之事实在是不得已而为之，所以应该为他记一大功，并且树碑立传。
这场争议很快就有了结论。
挺张的人赢了。“众议由是始息”，张巡当之无愧地成了大唐王朝的功臣。
可是，李唐朝廷对张巡的承认，并不能消除后世对他的指摘。明末清初思想家王夫之对这件事的看法，应该是比较有代表性的。他首先也承认张巡“捐生殉国，血战以保障江、淮”的功绩，可同时他也认为，“守孤城，绝外援，粮尽而馁，君子于此，惟一死而志事毕矣”，“过此者，则愆尤之府矣，适以贼仁戕义而已矣，无论城之存亡也，无论身之生死也，所必不可者，人相食也”。因此，他的结论是：“其食人也，不谓之不仁也不可。”（《读通鉴论》卷二三）
时至今日，“贬张派”和“挺张派”依然是针锋相对。前者认为，张巡为了保全自己的忠义，不惜以平民的生命为代价，是一种典型的为了理想而拿别人献祭的做法，与法西斯无异。后者则认为，每个时代都有不同的价值观，今天的人不应该以“人权”观念去苛责古人，因此在当时那种极端的情况下，张巡的做法实属情有可原。
那么，我们又该如何评价张巡呢？
一方面，就像王夫之所说的那样，我们应该充分肯定张巡死守睢阳的战略意义。因为睢阳是江淮门户，而江淮是帝国的财赋重镇，一旦睢阳失守，燕军必定长驱直入，横扫江淮。到那时候，像贺兰进明、许叔冀、尚衡这种拥兵自重、见死不救的家伙，断然是非败即降。倘若如此，远在西北贫瘠之地的肃宗朝廷立刻会失去江淮地区的钱粮供给，届时非但没有实力收复两京，甚至连肃宗朝廷本身都会有瓦解之虞。因此，张巡在睢阳坚守十个月，并牢牢牵制燕朝十几万大军，就具有十分重大的战略意义。假如张巡早早就败了、逃了，或是像王夫之说的那样“一死”以明志，那么整个战争的形势必会全然不同，李唐朝廷收复两京的日程也将被无限期地推迟。
另一方面，我们却不得不说，张巡以人肉充当军粮的做法虽然情有可原，但却理无可恕！实际上，不需要用今天的人权观念去苛责古人，只需用古代的儒家思想，就很容易发现张巡此举在道德上的缺失。众所周知，儒家思想的核心就是“仁者爱人”，是“己所不欲，勿施于人”。而被张巡他们吃掉的三万老弱妇孺，肯定不是自愿的，所以张巡的做法显然已经突破了人类的道德底线，所以王夫之才会说：“其食人也，不谓之不仁也不可”。也就是说，无论古今中外，无论在一般情况还是在极端情况下，张巡吃人的做法都是应该受到谴责的。换言之，张巡此举虽然可以理解、值得同情，但他并不能因此逃避道德审判。这道理就跟过失犯罪一样，可以酌情减刑，但绝不能宣判无罪。