1935年夏，部隊在宜川白水川開展游擊活動。300餘名土匪傾巢而出，埋伏在密林要道。當偵察員報告發現敵情時，他當機立斷，指揮部隊繞過敵人埋伏，從小道插入敵後，向匪巢蟒頭山撲去，僅10多分鐘戰鬥，就攻下敵巢，消滅匪徒10多人，繳獲10多支步槍和一些彈藥、糧食等物資。當企圖，伏擊的敵人發覺巢穴被攻占時，立即進行反撲，張志孝又指揮部隊，居高臨下，英勇戰鬥，取得了勝利。
同年冬，張志孝調到陝甘紅軍獨立營任政委，在宜川雲岩附近一次戰鬥中，帶領400多名指戰員，全殲惡霸地主武裝紅槍會百餘人，剷除了臨鎮至雲岩一帶的大禍害。年底，國民黨某部從延安一帶進犯蘇區。張志孝又帶領獨立營，突然襲擊，擊退其一個團部和一個營，把敵人截成兩半，消滅敵人兩個排，獲步槍數十支、機槍兩挺、子彈萬餘發。戰鬥持續了兩個多小時，因寡不敵眾，部隊撤到雲岩東側高地。張志孝冒著敵人的猛烈炮火觀察地形，不幸身負重傷，被送入延長臨鎮紅軍後方野戰醫院，經搶救無效犧牲，時年27歲。
