弹击中，因伤势过重身亡，年仅30岁。1953年1月1日，周恩来到东北烈士纪念馆参观，在张甲洲遗像前流泪。1960年，人民政府决定将张甲洲烈士的棺木从牺牲地迁至富锦烈士陵园。。2002年10月，由胡乔木题字的张甲洲将军铜像暨纪念碑在巴彦县落成。此外，富锦市为张甲洲建了铜像，清华大学为他专设纪念馆，并将其名字刻在“清华英烈”碑上，北京大学将其名字刻在“北京大学革命烈士纪念碑”上。2014年他被中华人民共和国民政部列入第一批600名着名抗日英烈和英雄群体名录。