抗日战争时期：在八路军、新四军交叉任职
抗日战争时期，张震先后在八路军、新四军交叉任职。先任八路军驻山西办事处参谋、科长。1938年，张震随彭雪枫南下，任新四军游击支队参谋长。1940年2月，张震任新四军第六支队参谋长，在豫皖苏边区开辟根据地。此后又担任八路军第四纵队参谋长，并兼任豫皖苏保安司令部司令员。1941年1月，皖南事变后，张震任新四军第四师参谋长、淮北军区参谋长，协助彭雪枫指挥作战。1942年，协助彭雪枫反击日军扫荡，后又参与指挥山子头战役。1944年，张震兼任第十一旅旅长兼淮北路西军分区司令员，开辟津浦路西根据地。
解放战争时期：参与指挥攻占南京等战役
抗日战争胜利后，张震任华中野战军第九纵队司令员兼政治委员，后兼任淮北军区司令员兼政治委员，参与朝阳集战役、宿北战役。在此期间张震就曾作为野战军参谋长协助过邓小平的军事指挥工作。
1947年，华东解放军整编后，张震任华东野战军第二纵队副司令员，参加了孟良崮及南麻、临朐等战役。1948年，张震任华东野战军第一（粟裕）兵团参谋长，野战军副参谋长，协助粟裕指挥豫东战役、济南战役。淮海战役发起后，张震与粟裕联名提出将国军抑留在徐州地区逐步歼灭的建议，为中央军委采纳。1949年2月，张震任第三野战军参谋长、华东军区参谋长，协助粟裕组织指挥了渡江战役、攻占南京等重大战役。
