在解放战争中，张震将军先后任华中野战军第9纵队司令员兼政委，华东野战军副参谋长、第三野战军参谋长等职。将军能参善谋，殚精竭虑，协助陈毅、粟裕参与指挥了豫东战役、济南战役、淮海战役、渡江战役、上海战役等大兵团作战，为解放全中国做出了卓越的贡献。
1949年8月，华野在山东曲阜召开了纵队以上干部会议，专门研究济南战役问题，经过数天充分讨论，粟裕下达了攻城的最后决心。会后，张震立即组织起草了详细的济南战役计划。此计划上报军委后，军委于9月2日批复：完全同意所提攻济及打援之整个部署。
淮海战役发起后，张震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，起到了积极作用。
1949年5月初,第三野战军发出了淞沪作战命令,拉开了解放上海的序幕。张震将军豪言，此作战命令，即为自己根据陈粟指示于苏州三野司令部起草的。将军言，淞沪战役中攻克上海，是其经历的最复杂一仗，不仅是军事战，还是政治仗、经济仗、外交仗。
新四军游击支队成立后，张震（中）与彭雪枫（右）、萧望东（左）合影。
解放上海战役发起后，为了尽量减少战争损失，使上海完整地回到人民手中，张震将军和司令部机关反复研究，先做足大军入沪的准备工作，阅读了有关上海的大量调查材料，包括社情、建筑、工厂、水电设施、交通情况及外事单位等，然后制定了围攻上海战役之计划。
张震回忆，此计划的主导内容为：尽可能把上海的敌人调出外围打，在攻打时，要努力使城市居民的生命财产少受损失和破坏，包括公私建筑物。还明确规定，部队进城作战，不得使用火炮等重武器。1949年5月27日，上海解放。张震随粟裕进城，上海市完整回到了人民手中。
