皖南事变后，张震任新四军第4师参谋长兼淮北军区参谋长，协助彭雪枫、邓子恢等率部挫败日伪军1942年冬季"扫荡"，巩固和扩大了淮北抗日根据地。1948年11月淮海战役发起后，他与华东野战军代司令员兼代政治委员粟裕联名提出将南线国民党军主力抑留于徐州及其周围逐步歼灭的重要建议，为中央军委采纳，对扩大淮海战役规模，发展成为南线的战略决战起到了积极作用。
图为抗日战争时期，淮北党政军领导人合影。左起：刘瑞龙、彭雪枫、邓子恢、张震、吴芝圃
1953年，张震参加抗美援朝，任中国人民志愿军第24军代军长兼代政治委员，率部参加了金城进攻战役。1955年被授予中将军衔，获二级八一勋章、一级独立自由勋章、一级解放勋章。
张震1980年1月任解放军副总参谋长。1985年12月起任国防大学校长、校长兼政治委员。1992年10月任中共中央军委副主席，1993年3月任中华人民共和国中央军委副主席，参加主持中央军委日常工作，积极推进中国军队的革命化现代化正规化建设。1988年9月被授予上将军衔。
