1937年8月，张公达调任上海第三战区参加淞沪会战。1938年1月张公达历任第八十五军、第十三军少将参谋长。2月开赴台儿庄，参加徐州会战。在台儿庄战役期间，张公达亲临前线参战，奋勇杀敌。在其日记中记录了当时台儿庄大战的激烈战况：“我军奉命经陇海路，车运徐州以东地区。当我军车运到临城车站，准备下车开进时，突然遭到由藤县南下日军的袭击，部队边还击、边集结，与日军展开了顽强的血战。经过反复冲杀，部队击退了日军的进攻，安全地转移到了沂蒙山区集结。从此，我军夜以继日地以运动战协同平汉路以东的友军，与日本侵略军展开了殊死的战斗。虽然日军利用其飞机、大炮、坦克的优势，疯狂地向我军阵地猛扑，终未能突破我防线。后我军因战略需要，由峰县、枣庄、临沂一带转移到邳县附近，占领胡山、锅山、禹王山之线，与左翼军孙连仲集团军紧密配合，遏制了日军的猛烈进攻，战斗打得非常激烈，多次给日军以重创，守住了运河以北的阵地。我军则利用禹王山等制高点，一旦发现敌军进攻，即集中炮火，给敌以歼灭性的轰击。双方经过无数次的拉锯战、包围与反包围，终于击退了敌军的多次进攻，迫使其不得不向北撤退。当我军向北追击时，沿途发现敌尸遍地。后日本侵略军虽然又反复向我阵地发动了多次猛攻，终因我全线守军英勇奋战，使敌军伤亡惨重，不得不将其主力转向徐州以西，我全线守军以台儿庄大捷取得了前所未有的胜利！”　　

由于张公达是云南大理人，因此担任了战役期间参战的中央军和滇军60军的联络和协调工作，并多次在蒋介石和卢汉的会谈及通话中担任翻译，为整个台儿庄会战的胜利作出了贡献。1938年，为表彰张公达在台儿庄战役期间的战功，升任其为国民革命军陆军第八十九师少将师长、第一一零师师长、第十三军参谋长、第三十一集团军高级参谋。后又到由国共两党共同合作成立的南岳游击干部训练班，汤恩伯任教育长，叶剑英任副教育长，张公达任教务处长。1941年，张公达赴河南任国民革命军第一战区泛东挺进军豫东少将副总指挥，组织和开展日战区的敌后武装游击战，发动了大小战役并屡立战功，歼灭了大量侵华日军，打击了日本侵略者的嚣张气焰，张公达也因此升任国民革命军第五战区泛东挺进军中将总指挥鲁苏豫皖边区第三路司令官，被授予宝鼎勋章和抗战胜利纪念章。　　

1945年11月23日，由朱德邀请和介绍，并经毛泽东的亲自接见，张公达进入了延安的中国人民抗日军事政治大学学习，系统地学习了游击战争的理论和实践。抗大毕业后，张公达参加了八路军，任司令部高级参议。　　

1946年3月，经北平军调处执行部斡旋，张公达返回南京，临行前朱德将其随身使用的军大衣和毛毯赠予了张公达。解放后张公达将这两样珍贵的纪念物捐赠给了云南省博物馆和朱德纪念馆。1946年至1949年期间，张公达先后被汤恩伯调任至首都卫戍司令部、陆军司令部、第1兵团司令部、京沪杭警备司令部和上海淞沪警备司令部任中将高参。1949年6月张公达回到昆明，任云南省绥靖公署副参谋长和云南人民临时军政委员会副参谋长，为云南省的和平解放作出了贡献。

中华人民共和国成立以后，张公达历任中国人民解放军军事大学云南分校五区军事干部集训队队长和军事教员、中国人民解放军西南军区军事政治大学云南分校高级研究班教官、云南军区司令部参谋。1950年7月，张公达作为中国军事顾问团的成员协助时任西南军区副司令员、云南军区司令员的陈赓将军至越南，帮助越南军民进行抗法战争，取得了“边界战役”的胜利(获得了越南人民政府颁发的“越中抗法胜利友谊纪念章”)。　

1951年任云南省军区参议兼军事干部集训队军事教员，并于同年当选云南省政协常委及昆明市人民代表。1955年张公达由部队转业，担任昆明市民政局局长。1958年张公达被送至北京中央社会主义学院第一期学习，于1959年回昆后担任云南省省政府参事室参事、云南省政协常委、民革云南省委常委。1996年，张公达将军病逝于昆明，享年94岁。