Tháng 2 năm thứ 25 (1365), Chu Nguyên Chương trừ xong chính quyền Trần Hán của Trần Hữu Lượng, nhắm đến khu vực Giang Nam của Sĩ Thành. Tháng 10, Nguyên Chương phái Từ Đạt lãnh binh chinh thảo, tiến hành sách lược "trước lấy các quận, huyện Thông, Thái, cắt vây cánh Sĩ Thành, sau đó đánh lấy Chiết Tây". Chưa đến nửa năm, toàn bộ vùng đất phía bắc Trường Giang của ông đã thuộc về Nguyên Chương.

Tháng 5 năm thứ 26 (1366), Chu Nguyên Chương ban bố "Bình Chu hịch", liệt kê 8 tội trạng của Sĩ Thành. Tháng 8, Từ Đạt, Thường Ngộ Xuân tiến quân, không đầy 3 tháng đánh chiếm Hồ Châu, Hàng Châu, Thiệu Hưng. Quân đội của Nguyên Chương kéo đến dưới thành Bình Giang, tiến hành thế trận bao vây.

Chu Nguyên Chương nghe theo ý kiến của Diệp Đoái, đắp lũy dài để vây khốn, dựng tháp quan sát động tĩnh trong thành, trên tháp lại có hảo pháo, đêm ngày bắn phá. Sĩ Thành liều chết chống lại, nhiều lần đột vây thất bại, đến khi lương – đạn đều hết, cả yên ngựa cũng đem ra nấu, phải dỡ chùa miếu lấy gạch đá thay tên đạn, nhưng trăm họ đồng lòng cố thủ với ông.

Trải qua 10 tháng, trong thì kiệt quệ, ngoài thì không có viện quân, ngày Tân Tị (8) tháng 9 năm Chí Chính thứ 27[8] (1 tháng 10 năm 1367) thành vỡ, Sĩ Thành tự sát không chết, bị bắt sống. Vợ là Lưu thị ôm hai con trai, chất củi dưới lầu mà tự thiêu. Chu Nguyên Chương khuyên hàng không được, giải ông về phủ Ứng Thiên[9], lại sai Lý Thiện Trường đến khuyên hàng. Sĩ Thành tiếp tục cự tuyệt, trong đêm treo cổ tự sát.

Trương Sĩ Thành tự khi khởi sự đến khi tự sát, cả thảy được 14 năm.Tại Vị Cuối Đời, (Châu Vương Hoàng Đế) (Ngô Vương Hoàng Đế) (Thành Vương Hoàng Đế).