嘉靖二十六年（1547年），他受知县赵锦之聘，主纂《江阴县志》21卷。后人评此志称“简而有法”，是历代《县志》中较好的一部。其“提封记”写坊乡、街巷、桥梁、山川等详尽可靠；“食货记”写户口、田赋、土产等清晰明了；“列传”写名宦、乡贤等言简意赅。这些客观翔实的记载，对我县后世几部《县志》的编修，有不可估量的影响，至今仍有很大的参考价值。特别值得一提的是，张衮“自授馆讫于告成，尽谢廪庖之馈，省金凡若干两。”他修《县志》是不取任何报酬的。在他的影响下，同修《县志》的其他五人，也都不领报酬。
嘉靖二十五年（1546年），为抗击水旱灾害，他积极支持当局在江阴县县城南、北、东三门水关建闸，以控制、调节城内外水位。
嘉靖三十二年（1553年），钱錞（字呜叔，又名鹤洲，1525—1555年）任江阴知县时，张衮从积极防倭、保境安民的现实出发，竭力建议修缮城池。在其《与钱鹤洲论缮城》一文中，认为完善城堡刻不容缓。钱知县听言纳谏，修缮城东南城墙。
嘉靖三十三年（1554年）、三十四年（1555年），倭寇数次侵犯江阴，张衮于危城中以其“南京光禄寺卿致仕”的身份，作《条陈靖倭五事疏》，上奏皇帝，陈说倭寇在江阴烧杀劫掠的罪恶行径；揭露少数将领贪生怕死、畏缩不前的事实；提出“选将帅”、“修团结”、“审形势”、“明官守”、“防隐忧”等五大措施。特别还创造性地提出建立“乡兵”组织，进行经常性的军事训练，“有事则召集营堡”，“暇则归之于农”。这样，“乡各为兵，人自为战”，是一支不可忽视的抗倭力量。并相继致书权相严嵩、徐阶等人紧急呼吁加强战备，增加兵力，抵御倭寇。后倭寇围攻江阴城，于万分危急中，他又急书巡按请兵救援。巡按御史周如斗亲自领兵至江阴，杀退倭寇，方始解危。
嘉靖三十五年（1556年）四月十五日，倭寇再次攻烧北门，知县全柱及主簿曹廷慧等日夜在城上指挥军民竭力死守，江阴城里城外，炮声隆隆，火光冲天，时年已70岁的张衮临危不惧，全然不顾年迈体衰，战斗在第一线。在围城十日，形势危急时，又急书向周巡按请兵，终于在坚持40余天后，与援兵一起击退了倭寇。
张衮“平生嗜书，手不释卷”。其“文尚谨严”，“诗法盛唐，清雅俊逸”，“绝句极有风致”。今有《张水南集》11卷、《水南翰记》1卷等存世。
张衮去世后，与夫人曹氏合葬在江阴花山东南景家桥（土名“干草庙”）。墓占地二十多亩，为我市著名“古墓葬”之一。墓前神道曾建有“谕祭碑亭”，有石人、石马等分列两旁。邑人、江西宪副薛甲（字应登、号畏斋，1498—1572年）撰写碑文。现市博物馆存其墓前石马一对。