1935年9月，部队在永坪镇与刘志丹部队会合，改编为红十五军团，张体学任七十五师特派员兼交通队长。11月参加了直罗镇战役，21日拂晓，我军发起进攻，战斗至下午2点，将敌歼灭大部。这时，东西两路援敌迫近直罗镇，张体学率交通队根据军团长徐海东指示，及时将敌情向毛泽东、周恩来汇报，并向各作战部队通报情况。我军以少数兵力围困敌109师残部和阻击西援的敌117师，主力向西迎击向黑水寺向直罗镇增援的57军另两个师。这时，敌师长牛元峰带着残部逃到镇东头一个寨子里负隅顽抗，张体学向徐海东请战，要攻下寨子，活捉牛元峰。经首长批准，他带领交通队四排几十个战士向寨子冲去。当战士接近墙根时，敌人从暗堡里射出一串子弹，好几位战士中弹身亡。这时他们接到周副主席的命令，不能强攻，敌人已是瓮中之鳖，坐以待毙。傍晚，牛元峰带领残兵窜出寨子，向西逃跑，张体学带领几十个战士追上敌军，将牛元峰及残部全部歼灭。

1936年12月，中央在瓦窑堡召开政治局会议，决定红军东渡黄河，打到山西，开辟吕梁山根据地，进一步通过河北或察哈尔开赴抗日前线，把国内战争和民族抗日战争结合起来，翌年2月开始东征，到5月初，张体学率领二营随军团在山西境内，历时70余天，转战50余县，参加大小战斗几十次。之后，部队根据中共中央“回师西渡，逼蒋抗日”的指示，张体学又率二营随程子华政委由罗山堡出发，于5月2日在铁罗关一带安全西渡，回到陕北。月底，进入瓦窑堡红军大学学习，任二科一队二班副班长。

1937年初，中央决定由董必武负责，从工大抽调一批学员到鄂豫皖高敬亭领导的红二十八军去传达中共中央关于国共合作，实行抗日民族统一战线的指示。7月1日，张体学和郑位三、肖望东、程启文一起，来到毛泽东的住处，毛主席和他们一一握手，询问了各人的近况后，就交待南下的任务。他们接受任务后，第三天就离开了延安，于8月下旬到达安徽六安。这时，红二十八军已与国民党部队达成停战协议，并开始向湖北红安七里坪集结。郑位三就派张体学和程启文先到七里坪与高敬亭取得联系，然后再返回接他们。9月初在七里坪蔡家祠堂见到高敬亭，传达了中央指示。部队休整中，成立红二十八军政治部，肖望东任政治部主任，张体学任参谋。

1938年2月，红二十八军改编为新四军第四支队，向东挺进，张体学留下担任留守处警卫排政治指导员。他积极发动群众开展游击活动，公开打出抗日民族统一战线的旗帜，亮出新四军四支队驻七里坪留守处，搬到东边的袁家河，张体学调任黄冈中心县委常委、军事部长，领导黄冈地区的抗日武装。7月22日黄冈中心县委召开扩大会议，分析当时敌、友、我形势，提出战斗任务，开展筹枪、筹粮、筹款工作。10月，在黄冈县贾庙孙家冲张家山正式成立“鄂东抗日游击挺进队”，张体学任队长，刘西尧任政委。他们指挥部队到淋山河、新洲公路沿线，贾庙下三区、上巴河、回龙山、浠水何家寨等地活动，每到一地，就大张旗鼓地宣传党的抗日主张，提高我党在群众中的威信。年底，挺进队已发展到400多人枪，部队一面抓紧训练，一面分头在贾庙、淋山河一带开展游击活动，袭击敌人。

为了利用第五战区与程汝怀之间的矛盾，争取“合法”存在，解决给养问题，中共鄂豫皖区党委于12月主动与国民党第21集团军谈判，确定在保持我党对部队的绝对领导和抗日行动独立自主的原则下。将挺进队改编为“国民革命军陆军第二十一集团军独立游击第五大队”，下辖四个中队。改编后，张体学利用“合法”地位反限制，把队伍一下子扩大到730人，对外称是第五大队，对内是一个团的建制。

按照国共双方协议，部队改编后，由程汝怀管辖的湖北第二区行政专署供给第五大队武器装备和军需粮饷。为此，张体学曾几次派人同程汝怀交涉，毫无结果，狡猾的程汝怀不执行协议给他规定的义务，妄图拖垮第五大队，张体学据理力争与其展开斗争，迫使程汝怀解决部队供需。

1939年1月，日寇集结在汉麻和柳界两条公路沿线各据点的兵力数千人，分三路“扫荡”黄冈大崎山区。张体学依靠广大群众，对敌人的行动了如指掌，早作了周密布置，战斗打响后，周围的群众扛着土枪、土炮、刀矛，分散在各个山头上的密林里呐喊助战。张体学指挥五大队狠狠打击正面进攻的敌人，击毙了敌军后尾部队10余人，并将作恶多端、造谣惑众的汉奸李旭东、梅书山逮捕，召开宣判大会，就地枪决，广大群众无不拍手称快。2月，又一举攻克敌据点宋家墙，打死屋内鬼子12名，缴获机枪1挺，掷弹筒1个，步枪8支，短枪1支。经过艰苦的斗争，到1939年上半年，五大队已发展到10个中队、1个机枪队，共达1300余人，有步枪1000支、轻重机枪20余挺、八二迫击炮2门。

1939年8月中旬，国民党顽固派围剿五大队驻地夏家山，调集十倍于五大队的兵力对五大队形成重重包围。25日，程汝怀“命令”五大队开往宋岐公路一线，扬言要来夏家山接防，逼迫五大队退出夏家山根据地。当时，张体学在黄冈贾庙一带，部队通知他回到夏家山研究对策。30日晚，军政委员会在夏家山召开紧急军事会议，决定31日全部突围。就在他们突围时，国民党顽军向他们开枪发起进攻，张体学带着警卫队、手枪队翻山越岭，穿过层层封锁线，于次日到达麻西陈家大湾。就在这次突围中，他的妻子戴醒群被敌人抓去，不幸遇难。

在夏家山事件中，五大队虽然突围出去，但损失惨重，这次事件，震惊中外。

1939年12月，鄂豫边区党委成立，同时建立了豫鄂挺进纵队，鄂东的五、六大队整编为第一团队，由罗厚福任团长，张体学任副团长。不久，改为独立团，张体学为政委，吴林焕为团长。为了牵制大别山桂军东去，中共中央中原局作出决定：“先念之挺进纵队有与四、五支队作战略配合之任务”。遵照这一指示，张本学率独立团东进。在进入（黄）陂（黄）安南木兰山地区时，顽军鄂东十六游击纵队袁绍祺支队闻讯前来阻截，张体学指挥部队奋起自卫。在木兰山一带，接连打了几次胜仗，打击了顽军的嚣张气焰。

鄂东抗日挺进独立团粉碎了顽军“三月围剿”后，根据鄂豫挺进纵队的指示改编为九团，张体学仍任政治委员。为了打击蒋介石掀起的第二次反共高潮，3月初，挺进队指派张体学率第九团再次东进鄂豫边，粉碎国民党的“围剿”和日寇的“扫荡”，收复了浠蕲边区，巩固和扩大了根据地，同时也壮大了自己，张体学率领的新四军九团建立了8个独立营，发展了几十支便衣队，使鄂东地区抗日游击战争蓬勃发展，取得了军事上和政治上的双重胜利。

1941年2月，中共中央军事委员会发布重建新四军的命令，将原各支队、纵队整编为7个师，鄂豫挺进纵队整编为新四军第五师，下辖十三、十四、十五旅。4月15日，张体学任十四旅政治委员，旅长罗厚福。9月，为了策应皖东兄弟部队反顽作战，发展鄂皖边区的抗日斗争，根据五师师部指示，率领十四旅四十二团第三次东进鄂皖边，配合华东新四军反顽斗争。

1942年1月，在李先念指挥下，新五师进行了浠水战役，歼灭浠水县顽军自卫队3个中队。2月，又发动广济战役，歼灭敌自卫队4个中队及程汝怀第二团。3月初，发起蕲春漕河镇战役，歼灭顽军900多人。5月，鄂豫边区党委和五师师部队决定成立五地委和五军分区，刘西尧任地委书记兼五军分区政治委员，张体学任五分区司令员，统一领导鄂豫边区工作。

1945年1月，由王震、王首道领导的八路军南下支队，与李先念、郑位三领导的新四军第五师会师后向南进发。为了保证南下支队胜利渡江，部队决定派张体学率领四十团和四十一团配合南下支队，挺进鄂南，建立敌后根据地。这次，南下支队和十四旅主力来到鄂南，张体学重返故地，情况十分熟悉。他指挥十四旅主力和鄂南地方部队协同南下支队，在鄂南纵横驰骋，进行大小战斗130余次，毙伤日伪军3000余人，收复日伪据点和大小乡镇400余处。

1945年9月，根据中央指示，建立野战军，同时组成鄂东、江汉两个军分区，张体学任鄂东军分区代理司令员。

1946年6月中原突围时，他奉命率领鄂东军区部队（鄂东独立第二旅）陆续来到宣化店接防，在敌强我弱的情况下，与国民党军整编第七十二师（师长杨文瑔）周旋，虽然胜利完成掩护任务，但部队被围攻损失惨重，主力灭失，张体学仍然带领残部突出重围，坚持在大别山区打游击战。几个月后张体学一路艰难跋涉，于腊月初十秘密到达南京中共办事处，经董必武周密安排，又从上海到北平，转赴延安。

1947年春，根据党中央战略部署，张体学又回到大别山区。10月中旬，任鄂豫区第四军分区司令员，辖麻城、黄冈、罗田和浠水。年底，鄂豫边区党委指派他组建独立旅南渡，建立江南据点，张体学任旅长、鲍先志任政委。翌年春独立旅撤销，张体学仍任四分区司令员。这一段时间主要任务是组织地方党政军和发动群众，从各方面支援刘邓大军。

1949年春，三大战役结束后，中国人民解放军乘胜南下，鄂豫军区根据战争发展的需要，于1949年2月新组成独立师。任命张体学为师长，寇庆延为政委。为扫清渡江障碍，军区令张体学和寇庆延率独立师消灭黄冈沙河图国民党绥靖一团，摧毁国民党在鄂东的这个重要军事据点，使人民解放军顺利从麻城到浠水渡江。

1950年春，张体学任湖北大冶地委书记兼大冶军分区政委。在巩固政权和土地改革中，他到通城县蹲点，一住下来就是5个月，他住在农民家里，白天和农民同吃一锅饭，同在一块地里劳动，晚上走村串户或召开会议，访贫问苦，了解农民经济、生活状况，就连他第二个孩子出世也没回家看看，只是打个电话要妻子林少南多加保重。

1952年5月，张体学调任省委组织部部长。这时，全国正在进行“三反”、“五反”活动，全国各地掀起“打老虎”高潮，湖北不少从事经济工作的干部也被当成“老虎”进行审查。张体学是了解干部的，他直接对有关领导说：“经济上有问题的人应该审查，情节严重、问题很大的人，更应严肃处理，但是，‘老虎’是不是有这么多呢？”运动结束后，他积极落实政策、纠正错案。这种实事求是的精神与作风一直贯穿在他的全部工作中。

1952年12月，张体学调任湖北省人民委员会，任副主席职务。1954年任省委副书记，1956年任湖北省省长、省委书记处书记，后来又兼任常务书记、代理第一书记、武汉军区党委副书记，省军区党委书记兼政委，是中国共产党第九、十届中央委员，全国第一、二、三次人大代表。

1954年元旦，张体学拟出在合作社会议上的讲话提纲，提出正确执行中央的社会主义改造政策，“步子要稳，方法要好，领导要积极”。在进行工商业社会主义改造的过程中，湖北省一度出现小商品紧缺的现象。为了繁荣市场，省委和省政府召开了市场工作紧急会议，张体学提出，在城镇以国营为主，在初级市场，以供销为主，广泛组织小型物资交流会，充分组织各方面货源，开拓销路，使湖北的小商品市场日趋繁荣。

在粮食生产中，张体学深入浅出地向群众宣传：劳动光荣，有余粮光荣，把余粮卖给国家更光荣。鼓励农民积极生产，争取多收粮食。在粮食收购统销中一定要坚持“留口粮，卖余粮”的原则。有一年冬天，他下到黄陂县塔尔公社塔尔大队调查，发现这里有的社员已经断粮，他立即以省委的名义给李先念挂电话，恳求李先念尽快拨一些粮食给湖北。几天后，中央给该省拨来3亿斤粮食，很快下拨到缺粮户手中，使全省农民过年都有米饭吃。

湖北省当时有39个县市位于长江和汉水两岸，每年都遭受不同程度的旱涝灾害，尤其是1954年的洪涝灾害给湖北人民带来不可估量的损失。汛期过后，张体学想，要保护人民的生命财产，必须有能抗拒洪水的提坝，必须抗洪蓄水，必须开发水利资源。根据湖北的具体情况，先期的农田水利建设应以小型为主，动员群众自筹自修。后来在襄阳、孝感，每年旱灾严重的地区，修建了几座大中型水利工程，缓解了当地的旱情。1958年又新上了丹江、漳河、白莲河三座水库工程。为了加快进度，保证质量，他经常深入工地，指导工作，1959年还在丹江水库工地上度过春节。

张体学在对待家属和子女方面要求极严。1954年家属调进省城后，他对组织部的负责人说：“请你们不要把少南安排在武昌这边工作。”就这一句话，林少南被安排在汉口一个公司，一干就是8年。大儿子刚毕业，他又吩咐组织部的同志：“牢生不能留在省里，也不能留在市里，他是个‘三门’干部，应该分到农村去磨练磨练。”没几天，牢生被分配到红安县高桥区工作。

在文化大革命中，张体学被迫中断工作。1966年11月，省委书记王任重被揪斗，要他承认王任重是“反革命修正主义”，他气愤地说：“中央没有给王任重定性，我不能作结论，我宁可犯政治错误，也不犯组织错误。”不久，张体学也被揪斗，武汉三镇的街道上刷着大字标语，什么“月月斗，天天斗，时时斗，把张体学斗倒斗臭！”“张体学的屁股也要摸，摸定了！”等等。

1967年1月下旬，张体学被造反派抓走，消息传到周总理那里。周总理十分担心张体学的安全，2月初便电话通知湖北省委有关人员，命令送张体学到北京休息。

1968年2月初，中央决定张体学回湖北任省革命委员会副主任。当权的个别人没给他分配任务，只要他领着原省政府的两位同志每天到省直机关和较大企事业单位去作检讨，他只能偷空做些工作。1969年3月，张体学邀长江流域办公室的一些同志一起到宜昌勘察、研究开发三峡问题，提出了兴建葛州坝工程的设想和成立鄂西水利工程指挥部的建议。省委同意后，他把这个设想告诉了钱正英、王英先，得到他们支持，并派出一批专家到现场勘察。12月25日，中共中央正式批复，同意兴建葛州坝水利枢纽工程，并于12月30日正式开工。

1972年，张体学身体日渐虚弱，被医院确诊为肺癌。他知道自己的时间已经不多了，建设湖北的许多和设想还没实现，他进一步加快了工作节奏。2月召开全省林业会议，加快全省绿化进程。5月召开全省农村工作会议，宣传落实党在农村的方针政策。10月召开全省粮食工作会议，为了不影响他治病，未通知他，但他听到消息后，还是主动参加了会议，与会人员无不感动。1973年5月下旬，他再次赴京治疗，但体内癌细胞已广泛扩散，只能保守治疗。20日下午，周总理到医院去看望，带去了党中央的慰问，并嘱咐医务人员一定要照顾好，保证张体学能出席党的第十次代表大会。8月24日，他带病出席了会议，是大会主席团成员。

张体学身在异地任职，心系家乡建设。1964年他回到家乡，看到家乡抗御自然灾害能力差，就嘱咐新县县委领导兴修水利，并于当年秋派一个技术工程队，帮助新县修建了箭厂河杨冲水库。

1969年，新县县委向他汇报，想上一两个大项目，他又派了20多名工程技术人员来新县考察勘探，经过论证并向信阳地委汇报后，决定修建香山水库。

在施工过程中，因原材料紧缺，张体学就批给了3000吨水泥，40吨螺纹钢。运输有困难，他又批给了20吨汽油，并落实由武汉军区炮兵团将物资运到新县。他在百忙中两次回家乡到香山水库工地指导工作，并嘱咐湖北工程技术人员一定要把好工程质量关。这些工程技术员严格要求，一丝不苟，使工程质量达到一流水平，他们一直将大坝建成才撤离。

在修建香山水库工程时，新县同时上了浒湾大桥项目。11月，河南省委书记刘建勋听说张体学要回家乡，刘书记特从郑州赶到新县，他们会面后，刘书记不无感慨地说：“新县一个小县，一下上两个大项目，是骑上两只老虎啊。”

张体学趁机幽默地说：“老虎并没有什么可怕，驯服好是能为人类服务的。但老虎要吃肉，你得把点钱让新县买点肉啊。”在河南、湖北两省委的关怀支持下，两个项目顺利完工。

1970年，中央号召发展五小企业，新县想上化肥厂项目，县委领导到湖北向他汇报后，当面拍板，从湖北省28套小化肥设备中调剂一套给新县，并给黄冈打招呼。要求黄冈化肥厂为新县培训一批技术人员。在他的关照下，新县化肥厂只用一年半的时间就竣工投产，为新县农业生产作出了重大贡献。

1971年，新县县委领导向张体学汇报工作，他嘱咐说新县要大力发展林业，要开发一些经济林和速生用材林，县委领导回来后，连续几年开山整地，发展杉木林和茶叶，为新县经济发展培育了新的增长点。

“张体学在随县纪念馆”在湖北省随州市大洪山玉龙温泉欢乐谷原省委战备大院原址建成。2010年11月13日，这里举行了隆重的开馆仪式。

全国政协提案委员会副主任、湖北省新四军研究会会长王生铁发来贺信。省老领导王群、张学奇、刘荣礼、吴华品、程运铁、胡永继出席开馆仪式。

王群、随州市委书记王祥喜为张体学塑像揭幕。程运铁深情回忆了随张体学在随县工作期间的往事，感慨张体学同志是“我们心中一辈子的楷模，永远活在我们心中”。

张体学1956年担任湖北省省长，生前与随县结下不解之缘。1964年，省委、省政府根据当时形势，从战备需要出发，在随县大洪山筹建了战备时期的湖北省委后方基地。张体学亲自主持修建大洪山省委战备后方基地。“四清运动”开始后，张体学就住在原省委战备大院附近的安全村。他在大洪山两年多的时间里，领导兴建琵琶咀水库，改造公路，植树造林，建设云峰山茶场，足迹遍布随县山山水水，给当地人民留下宝贵财富。

张体学在随县纪念馆由湖北玉龙公司出资兴建，陈列张体学在随县居住、工作期间的部分实物和珍贵历史图片，再现了张体学在随县的历史。

省委党史研究室、省新四军研究会有关领导，张体学子女张牢生、兰南，张体学并肩战斗过的老干部和在随县工作的老领导等参加了开馆仪式。