合兵，扼守寧陵二月有余，终因城墙单薄，不得已率眾转至睢阳城，与太守许远会合一处，共抗叛军。
正是在此期间，张巡因战功显赫，唐肃宗下敕书任命他为河南节度副使。
至德二载，叛將杨朝宗、尹子奇率兵十三万眾围攻睢阳，许远自以才能不及张巡，推张巡为主帅，而自己管筹集军粮和战爭物资。
由此展开了一场惊天地、泣鬼神的睢阳保卫战！
睢阳城是南北交通要塞，重要的军事咽喉之地，安史叛军原本企图一举踏平睢阳，进而夺取江淮富庶之地。
张巡任主帅后，首先清除了內部叛將田秀荣，而后更率军出城主动袭击叛军，將叛军打得大败而逃，並缴获了大批车马牛羊。
正是这次大捷，朝廷拜张巡为御史中丞，许远为待御史，姚誾为吏部郎中。
张巡受命於危难之时，与士兵同仇敌愾，同攻城的叛军进行了殊死拼杀，他用兵如神，屡战屡胜，破了敌军的鹅车攻城，又施巧计与敌军抢粮，后火烧敌军柴道，再用草人借箭十万，使敌军遭受重创。
可惜的是，张巡率眾从正月二十五开始守城，至十月初九睢阳城破，那年还是闰八月，张巡率眾坚守睢阳城长达十个月，大小数百战，屡战屡胜。
使得叛军由十三万增兵至十五万，便是如此，还被张巡消耗掉一万多人马，但苦无外援，睢阳城终因眾寡悬殊、粮尽援绝而被叛军攻破。
睢阳城陷后，张巡与许远等人一起被叛军俘获，叛將尹子琦以刀胁迫张巡投降，张巡並不屈服，於是与姚门言、雷万春等三十六人一同遇害，终年四十九岁。
唐肃宗后来追赠张巡为扬州大都督、邓国公，並授其子官职。
睢阳保卫战名垂青史，悲壮卓绝！
正是由於张巡率部有力遏止了叛军南下，保住了大唐半壁江山和江淮丰厚的財源，为大唐王朝反攻贏得了宝贵的时间和物质保障，为平息安史叛乱，保护江淮黎民立下了不朽功勋。
睢阳城破三日后，大唐的援军终於到来，又七日便將睢阳城收復。
但张巡的尸体已经无法辨认出来，於是，唐肃宗亲下詔书，招魂而葬之，並建双庙祭祀张巡和许远，以张巡爱將南霽云配享於庙內。
此后的歷朝歷代先后追封张巡为忠烈侯，许远为忠义侯，南霽云为忠壮侯，雷万春为忠勇侯，贾賁为忠济侯，姚閆赐爵为上公。
大明天启四年时，在六忠祠內更立起《唐忠烈祠碑》一块。