1933年，张灵甫当上了第一师独立旅第1团上校团长。随部驻军四川广元时，经战友介绍与吴海兰结婚。
吴海兰是新派女子，姿色艳丽，家道小康。张灵甫对她喜爱有加，婚后吴海兰就跟着张灵甫移居到了西安。
夫妻琴瑟和鸣，感情笃深。一年后，女儿张清芳出世。张灵甫四处征战，吴海兰承担了家庭重任。只要有机会，张灵甫就会回来探亲。
感情这么好，为什么张灵甫会突然枪杀妻子吴海兰？
传闻有两个版本。
曾与张灵甫共事多年的吴鸢，在《我所知道的张灵甫》里透露过：
1935年红军到达西北后，第1军跟踪尾随与红军对垒。期间，他（张灵甫）在前线忽然得知妻有外遇的信息，他隐忍不发，一直等到春节假期来到西安，携妻儿回户县省亲。除夕之夜，他说想吃饺子了，让吴海兰到后院菜地割韭菜来做饺子，在妻弯腰割韭菜时，他突然掏出手枪，对着吴海兰好后脑勺就是一枪。
这是传闻最广的一个版本。
还有另一个版本，是出自张灵甫之口，他说，吴海兰拿了我的东西，一份文件，问她要，她坚持不开口......
张灵甫怀疑吴海兰是地下党，怀疑她有不可告人的秘密，于是开枪杀掉了她。
不管是什么原因，张灵甫杀妻，是不争的事实。
虽然在战争年代每一天都有数不清的人死去，生命凋零是常见的事。但这起案件，还是引发了国民政府和社会的着重关注。
张灵甫杀妻的事件传到广元后，吴家人愤怒不已，吴海兰的哥哥吴正有状告张灵甫，希望法律能严惩凶手。
当时的法院并没有及时作出回应。吴正有开始写控告信递给西安的妇女协会。妇女协会得知后，所有的新女性开始聚集在一起发声，声讨张灵甫，让他必须受到惩戒。
张灵甫杀妻案一时在古城闹得沸沸扬扬，还惊动了宋美龄。
宋美龄告知蒋介石后，蒋一听有人告状，说自己的黄埔门生无理杀妻，非常生气，立刻吩咐下面将人送南京军事法庭查办。
张灵甫自知罪责难逃，于是主动去军法处自投罗网，不久就被判处死刑。
但明眼人都能看得出，外有强敌，单为了一个女人，判处一个将领死刑，几乎是不可能的。
关于张灵甫出狱的时间和理由，没有明确史料。
较为流行的观点认为，张灵甫出狱是因抗战全面爆发，蒋爱惜人才，释放张灵甫，令其到抗日战场上戴罪立功。
不过从张灵甫到51师的时间来看，他其实在1937年初就被释放了。
1947年5月16日，张灵甫在孟良崮战役中被击毙 ，时年44岁。
