火枪的亚军，随后的世界锦标赛，他与队友在克罗地亚获得了男子团体25米手枪小项的第二名。2004年雅典奥运，张鹏辉于男子个人25米手枪小项中最终排名第6。2005年6月，张鹏辉在意大利米兰站世界杯的男子个人25米手枪小项赛事中，他以784.1环打破了保加利亚老枪手米莱夫的世界纪录外，更赢得了该小项的冠军，是中国射击队历来首面的国际性手枪小项的冠军。翌年7月，张再刷新世界纪录，这次他于世界锦标赛的男子团体25米手枪小项中以比前多5环的1143环打破世界纪录，同时，他亦夺得男子个人和团体25米手枪小项的金牌。