率兵至旅顺之双岛，与登州黄蛮、孔有德部通过水路至三岔河会师。孔有德在山东倒戈，连陷商河、青城诸城，率兵直趋登州。孙元化命令张焘与总兵官张可大出兵抗击。未料张焘所属辽兵大半投降孔有德，又有耿仲明在城中内应，登州被攻陷，公沙等多名葡兵阵亡。广西道试御史萧奕辅指责孙元化放任孔有德，又说张焘“卸罪于波涛，借词于风汛”。其死因有多种说法，据《明史·徐从治传》中说他因孔有德兵变被逮。又据《明思宗实录》称其被叛军所俘，因拒绝投降而自缢身亡。
着作.据《明史·艺文志》和《千倾堂数目》，录有张焘