安史之乱爆发后，叛军势力强大，一路势如破竹，途中的郡县望风而降。而此时，作为县令的张巡奉命跟随主将贾贲等一起守卫雍丘（今河南杞县），当时的雍丘只有唐军3000人，而此时叛军则有数万人。贾贲又很快战死，张巡成为雍丘的唯一守将。

面对叛军将领令狐潮率领的数万精兵，张巡硬是守了十个多月，创造了中国历史上守城战中的奇迹。张巡一战成名，成为守城将领中的典范。而让其名垂千古的一战，是在至德二年（757年）的睢阳守备战。睢阳当时是战略要地，是叛军进取中原的关键一战，因此，此战安庆绪（此时安禄山已死）派了尹子琦率十数万精兵合围睢阳，围得水泄不通，对睢阳势在必得。

而当时的睢阳城只不过是一座小城，户口只有4万，而守军只有数千人。奉命死守的是张巡和许远，张巡为主将，许远掌管粮草。其实在明眼人看来，睢阳肯定守不住，敌军十几万，而守军只有几千，差距几十倍悬殊。而且最重要的是，城中军心涣散，当时将领中有六人要求投降，在军械方面严重短缺，粮草更是接济不上。
在这样的情况下，睢阳城只需一个冲锋，基本上也就被攻破了。但是，面对强敌，张巡身先士卒，激励将士固守，接连打退叛军20多次冲锋，叛军被迫撤离。而到了当年七月，叛军再次大规模围城，此时城中已经没有粮食，士兵们只能靠树皮、纸张来充饥，守军更是只剩下1000多人，而朝廷却派不出一支援兵。
吃完树皮，士兵们只能张起罗网捕捉鸟雀、老鼠充饥，最后连士兵的盔甲皮革也都被吃光了。在这最后关头，无奈之下张巡只能决定吃人，并且亲自带头，将自己的妻妾杀了，分给士卒吃，许远也将其奴僮和妻妾家人杀掉。而将军们杀掉家人之后，开始吃伤残士卒，以至于到最后吃城中的百姓，为的只是坚守城池。

可是即便如此，到了十月，活下来的守军都全部重伤，没办法守城，最终城破，张巡、许远等36名将领全部被俘虏。面对叛军的劝降，张巡大加痛斥，最后被残忍杀害，死时年仅49岁。而睢阳城中战前有户口4万，至城破仅剩400活人，其余的被吃光了。
安史之乱达到巅峰时，朝廷仅剩下长江、淮河流域的赋税支撑着。睢阳位于大运河的汴河河段中部，是江淮流域的重镇，如果失守，运河阻塞，后果不堪设想。睢阳坚守10月之久，在此其间朝廷由于不断地得到江淮财赋的接济，逐渐完成了恢复、准备到反攻的过程。此消彼长，安史之乱不能一鼓作气渐渐转入颓势，叛军再也无力南下。唐朝天下得以保全，全仗睢阳坚守10月之久。
张巡死后，唐代宗为张巡立庙纪念，此后历代都将其奉入名将祠，而且将其视为精忠报国的典范。