出于张荫桓门下的新疆巡抚饶应祺上奏请求释放张荫桓，处理外交，未准。八国联军进入京城之际，把持朝政的端郡王载漪矫旨斩张荫桓于戍所。二十七年（1901年），两宫回銮，太后召见惠潮嘉道吴永时问到张荫桓，吴永回答：「庚子某月电旨正法。」太后听闻也感到哀伤。庆亲王奕劻受李鸿章死前交代，奏准为张荫桓平反、追复原官衔。张荫桓着有《三洲日记》、《铁画楼诗续钞》。在京城居于东城锡拉胡同，为粤商刘学询（赌博业）所有。