胜利后，张冲再次被解除军职。1945年10月，龙云被蒋介石解除云南军权，此后秘密与中国共产党进行接触。1946年，张冲乘参加制宪国民大会之机，托言称妻子在北平闹离婚，飞往北平。在北平军调处中共代表团的协助下，张冲秘密飞往延安。1947年2月，加入中国共产党。辽沈战役时，张冲写信劝降其老部下曾泽生，为中共取得长春围困战的胜利立下大功。中华人民共和国建国后，张冲先后担任云南省副主席、西南军政委员会委员、全国政协副主席等职务。1954年后，当选第一至五届全国人大代表。1980年10月，张冲病逝于北京。