不久，张秉文调徽州教授，后迁户部郎中，出守抚州，累官湖广荆襄道，福建建宁兵巡道，广东按察使，广东右布政使，山东左布政使。
明崇祯十一年（1638年）冬，清兵分几路入关，其中一路为大将军多尔衮所领人马，最为剽悍，从河北青山口一直打到山东济南，临近年关时，将济南城团团围住。而此时，济南城内兵力空虚，守军还不足两千人呢。山东布政使张秉文一面流星快马，急报朝廷，请求援兵，一面动员城中百姓拿起武器保家卫国。
张秉文衣不解甲，在济南城头苦苦死守。他天天盼着朝廷的援军到来，谁知替皇上督师的太监高起潜在临清坐拥重兵，偏不来救。另一路援军大将祖宽见状亦观望彷徨，贻误了战机。可怜山东布政使张秉文，一个手无缚鸡之力的文职行政官员，率济南百姓守城十余日，终于在次年正月初二被清军攻破城池。张秉文又率兵民与清军展开巷战，终是寡不敌众，中箭阵亡。清军攻占济南城，直至三月才撤退出关。
这一仗，清军俘虏了分封济南的德王朱由枢，掠走人口五十余万。
城破之后，张秉文虽一介文士，亦披甲仗剑，与敌周旋巷战。有人来报，说是张公已逃走。夫人怒斥：你们的主公岂是贪生怕死之徒？他绝不会弃城而逃！果然不久又有人来报：公已战死。夫人听了，泪下如雨：这回是真的了！对妾陈氏说：我说过要和夫子同死生的，家中幼孤就由你照顾了。妾说：你死我也死！于是，妻妾二人同出官署，赴大明湖而死。家中侍婢十多人，也一同投湖自尽。
"夫子之死生惟官守，妾之死生惟夫子。"方夫人之死，看似殉的是丈夫，其实殉的还是国家，守的还是大节。陈氏妾及十多个婢女，尽皆殉的是大节。方夫人后来也得到朝廷表彰，赠一品夫人。
张秉文抗清阵亡，以身殉国，方、陈二夫人也以身殉夫。他们的三个儿子克倬、克仔、克佑，继承父母之志，在清朝统治之后，虽然张氏一门出了"父子宰相"等诸多高官显宦，这三兄弟却一直孤高守节，终身不仕。