求学，学识超群，拜为议郎。155年，任安定属国都尉，讨伐南匈奴叛乱，担任护匈奴中郎将。再平定屠各、乌桓之乱。158年，领南匈奴攻打鲜卑，第二年，梁冀被杀，张奂因为是梁冀的故吏，被免官。后来为武威郡太守。161年，为度辽将军。166年，为大司农。鲜卑、匈奴听说张奂离职，再入边，张奂再次担任护匈奴中郎将，安定北方边境。167年，平定东羌、先零羌，朝廷的赏赐张奂都拒绝，只希望能将户籍迁往弘农郡华阴县。朝廷允许。168年，张奂回到朝廷，因为刚刚回来，并不知曹节图谋杀死大将军窦武，被曹节所骗，