1911年10月10日武昌起义爆发后，张开儒与蔡锷、李根源、唐继尧等密谋发动新军响应起义，10月30日昆明举行“辛亥重九起义”，张开儒奉起义司令部命令，率领讲武堂学生开城门迎起义军，并配合新军第七十四师等部攻下云贵总督署，31日昆明光复；11月1日成立了大汉军政府，张开儒任军政府军务部机械局局长，驻扎滇西的协防军张继良部试图反抗，云南都督蔡锷遂命张开儒为西进支队长，率部到楚雄处理，张开儒率部到楚雄后，张继良部闻风四处逃散，滇西遂定；11月11日，云南军都督府决定派兵援川，14日云南援蜀军从昆明出发，张开儒任援蜀军第一梯团副梯团长兼联队长，率部渡江进入四川攻击，攻占叙府，又率部强渡岷江，将趁机占运粮要道的土匪尽数剿灭，打通粮道，控制了川南局势。

1912年5月，张开儒随援蜀滇军撤回云南，因他在援蜀途中擅自撤换了恩安、永善两县县令及收缴援川巡按使郭灿关防，被云南都督蔡锷罢免。

1913年3月12日，被任命为滇军第二师步兵第三旅旅长，旋加陆军少将衔；10月4日，为云南陆军迤南边防第一旅旅长，驻防滇东南边境的开化（滇东南文山），10月20日实授为陆军少将。

1915年12月25日，讨袁护国战争爆发，张开儒任护国军第二军第一梯团长。

1916年1月，随第二军向广西、广东进军；3月9日，张开儒部抵达广南，在阽桂边界和北洋军开战，歼灭李文富军；3月中旬，张开儒支队与挺进军黄毓成部、护国军第三军赵钟奇支队、桂军马济部围攻百色，蒙自围解，龙觐光缴械投降通电赞成共和；4月6日，广东将军龙济光被迫宣布独立，但阻挠护国军进军广东，张开儒奉命沿粤汉铁路北进，6月7日，占领韶州，龙军一触即溃，19日，张开儒占领了韶关和粤北地区，护国战争因袁世凯已死结束；10月8日，张开儒加陆军中将衔，任护国滇军第三师师长，兼任南（雄）韶（州）连（县）镇守使，21日实授陆军中将。

1917年6月13日，黎元洪被迫下令解散国会，26日，李烈钧、张开儒、方声涛所率驻粤滇军宣布北伐；7月2日，广东省长朱庆澜邀请孙中山组织军政府，驻粤滇军将领张开儒也主张迁都广州，积极响应支持孙中山掀起“护法运动”；8月14日，张开儒任靖国军第五军总司令；9月10日，中华民国护法军政府大元帅孙中山特任张开儒为护法军政府陆军部总长，授陆军上将，又兼靖国军第五军军长和第三师师长。

1918年1月15日，西南各省护法联合会议在广州成立；2月6日，张开儒通电宣布就任陆军总长，以陆军总长名义在各县设立招兵机关，招收民军开进省城，编为陆军部警备队；5月4日军政府改组案成立以后，莫荣新突然发表命令解散陆军部警备队，通令各县解散陆军部所设招兵机关，并且诱骗张开儒来省接洽公务，李根源强行接管了张开儒的第三师，11日张开儒从韶关返回广州，在西村车站被捕，被囚禁于广州。

1920年10月，粤军陈炯明奉孙中山命从闽南回师广州，驱逐了盘踞广东的桂系军阀，11月张开儒被释放，驻粤滇军重新组成“护法滇军”三个旅，张开儒任总司令，但是陈炯明突然袭击并解除了“护法滇军”武装，张开儒被迫回到云南。

1921年2月，滇军第一军军长顾品珍在战败回云南驱逐了唐继尧，张开儒返回昆明；10月任云南北伐军（总司令顾品珍）副总司令兼中央直辖军滇军总司令。

1922年3月，唐继尧回云南争夺统治权，顾品珍战死，张开儒率领残部经贵州转移到广西柳州、芦寨一带，准备跟随孙中山北伐；6月16日，陈炯明在广州叛变，张开儒响应孙中山号召向广东进军；7月20日，张开儒率滇军杨希闵、范石生、蒋光亮等旅（顾品珍旧部），经贵州盘县入广西，败桂军林俊廷，占柳州，与刘玉山部会合，旋南下蒙江；9月20日，孙中山函广西陆军总司令张开儒与朱培德军合力讨陈炯明；12月3日，张开儒在广西平南通电讨伐陈炯明，顾品珍旧部退到柳州时，内部意见分歧，副总司令张开儒主张跟随孙中山北伐，大部分将领却主张以广西为立足点，待机再回云南，由于意见不合，12月6日张开儒被解滇军总司令职，另举金汉鼎代理滇军总司令，杨希闵代理滇军总指挥，张开儒逃亡找到孙中山。

1923年3月1日，孙中山在广州再组陆海军大元帅府，4月10日张开儒被任命为广州大元帅大本营参谋长；7月16日，广东滇军杨希闵说“张开儒、金汉鼎、杨蓁谋夺滇军总司令”，师长杨池生、杨如轩（金汉鼎、黄毓成系）因“有通北嫌疑”被杨希闵驱逐，孙中山大元帅下令免张开儒湘粤联军总司令职，通缉金汉鼎、黄毓成，废滇军总司令，任杨希闵、范石生、蒋光亮、朱培德为直辖一、二、三、四军军长；10月28日，张开儒改任广州大元帅府上将参军长。

1924年，张开儒因病辞职，去澳门居住，从此潜修佛典。

1927年秋，由澳门回昆明定居，任云南省政府高级顾问。

1935年7月7日，张开儒在昆明病逝；10月18日被国民政府追赠为陆军上将。