张振汉在保定军校学的就是炮兵，操炮水平自然不在话下。他愉快地接受了任务，瞄准1000米外的碉堡，只用两炮就把它摧毁了。
几天后，张振汉见到贺龙，鼓起勇气提出想要回汉口与家人团聚，以后永不在军队任职。“你丢了41师，回去老蒋会放过你？”听了这个要求，贺龙劝道，“你是难得的人才，能不能留下来当红军学校的教员？”
看到红军将领几次三番亲自请自己讲课，张振汉觉得于情于理已经无法推辞，只好答应先去试试。
8月，张振汉担任红军学校高级班的战术教员。萧克、王震等人有时也会到课堂上，听张振汉讲课。他把自己的军事知识和作战经验全部奉献出来，成为当时红军学校中公认的高水平教员之一。
“我以兼校长身份请张振汉到红军学校当战术教员，并亲自与高级班学员听他讲课。”萧克曾回忆，有人问，打败仗的人怎么教打胜仗的？他认为军事技术没有阶级性，一般战术原则，如行军、组织战斗、协同动作以及利用地形地物等都是军事科学，不管红军白军都要用。至于运用得如何，则取决于不同的阶级和不同的政治目的以及不同的战略指导思想。打败仗的人还可以从反面来进行教育，张振汉就举了他自己同红军打仗以及军阀混战的战例来说明一些原则。
1935年11月19日，张振汉跟随红2、6军团长征，并享受红军高级干部的待遇，配有一匹骡子，成为唯一一位参加长征的国民党军高级将领。
过雪山时，因骡子失蹄滚下山谷，张振汉腿骨骨折，全身多处受伤。红军战士手拉手冒死将他救出来，并用担架抬着他走完了雪山中最为艰难的一段路程。
因为长征，这位国民党军中将更加深刻地认识了共产党领导下的红军与旧军队的本质区别，亲眼目睹了红军官兵英勇顽强、不怕牺牲的革命精神，心灵上经受了震撼和洗礼，自此全身心地投身革命。
抗日战争爆发后，毛泽东在延安接见了张振汉，劝他回国统区做抗日民族统一战线的工作。经过反复思考，张振汉接受了党的安排。美国记者埃德加·斯诺在《西行漫记》一书中写了张振汉离开延安的一幕：“周恩来和其他人请张振汉吃饭，为他送行。周恩来还握着张振汉的手，叮嘱他为抗日奋斗。”
返回国统区后，张振汉不辱使命，为抗战、为我党做了大量工作。1949年3月，张振汉加入中国国民党革命委员会，参加了湖南起义。新中国成立后，张振汉先后任长沙市人民政府委员、副市长，湖南省政协常委、全国政协委员等职。
