1927年,国民党新右派发动武装政变,张璋在广州被捕,逃脱后赴日本留学,留学期间张璋依然心系祖国,积极参加反帝激进运动,结果于1929年被日本遣返回国。回国以后,张璋考入辅仁大学化学系学习。在校期间,张璋一边努力学习,一边奉党指示积极参加“北方左联”的筹备工作。
1936年春,张璋从上海回安庆时再次被捕。在狱中敌人各种威逼利诱,想从张璋口中套出机密信息,然而张璋始终守口如瓶。10月8日,张璋被送上了刑场。面对即将到来的死亡,脸上没有任何惧色。随着一声枪响,年仅31岁的张璋英勇就义。张璋就义前,在一香烟盒背面给妻子吴昭毅写下一份16字遗书:“教育我儿,继承我志。代我收尸,勿告我母。”短短的16字,饱含了张璋对革命事业的忠诚、对后代的殷切希望以及对母亲的不舍。