1928年6月4日、早朝に北京を引き揚げ、自らの根拠地である奉天へ向かった。同日5時半に奉天近くの皇姑屯駅を通過、瀋陽駅途中の鉄橋下で乗車中の列車が爆発し、重体となる。張は自動車で私邸に担ぎ込まれたが、まもなく死亡した。