加抗战工作，在西北战地服务团任通讯股长，期间创作了多部文集和报告文学作品。1938年，张天虚受中国共产党指派赴滇军60军184师开展宣传工作。1939年，因党派矛盾激化，张天虚被迫离军回到昆明。在昆明，张天虚曾在省立昆华师范（今昆明学院）任教，并担任《云南日报》、缅甸仰光华侨报刊《中国新报》编辑。1941年8月10日因病逝世于昆明惠滇医院。死后葬于昆明西山聂耳墓旁，郭沫若为其题写墓志铭赞“西南二士，聂耳天虚”。