中华人民共和国成立后，1952年3月，任中国人民解放军总参谋部作战部部长。1953年5月，时任中央军委作战部长的张震，奉命兼任中国人民志愿军二十四军代军长、代政委，率部参加抗美援朝夏季反攻作战，经过大小40多次战斗。1954年9月，中国人民解放军军事学院战役系学习，1957年7月毕业，担任中国人民解放军军事学院副院长，1962年9月担任民解放军军事学院院长。1971年1月，任葛州坝水利工程指挥部政委。1972年4月，任武汉军区副司令员，1977年12月任总后勤部部长，1980年1月，担任中国人民解放军副总参谋长。

1985年12月19日，经国务院、中央军委批准，决定将军事学院、政治学院、后勤学院合并组建成中国最高军事学府——解放军国防大学，隶属中央军委领导，为正大区级单位。1985年12月24日，军委主席邓小平签署成立国防大学命令，张震被任命为国防大学首任校长，李德生出任政治委员，邓小平同志还亲自为学校题写了校名。

多年来，共有1万多名团以上领导干部“从这里走向战场”，全军95%的军职领导干部从这里毕业。我军第一位博士集团军政委高建国、第一位海军博士舰长范进发、第一位走进西沙的博士政委陈俨、第一个硕士女团长张可都是国防大学毕业学员的杰出代表。

1994年4月军委副主席张震上将在12军36师106团(百将团)检查工作，询问部队生产，生活情况。

1992年10月20日，北京人民大会堂。88岁高龄的邓小平红光满面，神采奕奕，接见中国共产党第十四次全国代表大会代表。当他走到张震面前时，突然停住脚步，紧紧拉着张震的手，亲切询问张震的年龄和身体状况。张震激动地回答说已经78岁了。邓小平欣慰地说：“你比我小10岁，还可以干一届。”并嘱咐张震一定要协助江泽民同志，用3年左右的时间，把我军各级领导班子调整好、建设好，保证各级领导权要掌握在忠于党的路线的同志手中。张震知道军委副主席的工作过去多是老帅们担当的，他们在全党全军德高望重。如今，党把自己放到这个岗位上，自感差距甚远，如履薄冰。在此之前，他早有退休的思想准备。

张震深知这副担子的份量。衡量自己，文化水平比较低，高科技知识贫乏，也缺乏指挥现代战争的经验，特别是年龄大了，在全军在职干部中是数一数二的，恐怕难当此重任。但同时，他又想到党和国家正处于深化改革、扩大开放的关键时刻，能否保持军队的稳定至关重要，这是党和国家进一步改革与发展的重要基础。既然是邓小平同志的建议，是中央作出的决定，作为一名老党员、老战士，在党和国家需要自己的时候，应当无条件地服从组织安排。于是他给自己规定了9个字：“干实事，少出面，不越权。”努力工作，谨慎从事，不辱使命，不负众望。老骥伏枥，鞠躬尽瘁，努力再为军队建设作出一份贡献。

1992年10月至1997年9月，任中央军委副主席。

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