6月27日，张被任命为驻美国、墨西哥、秘鲁和古巴四国公使。在任期间他曾成功与墨西哥政府交涉，为在当地排华的托雷翁大屠杀中被杀的中国民工争取到310万墨西哥比索的赔偿。1911年10月10日，辛亥革命爆发，张支持革命运动，遂称病辞去公使职务，转而接受孙中山中华民国政府的任命，担任驻美国外交代表。清政府虽然任命施肇基继任驻美公使，但是施并未到任。1913年，因为西姆拉会议召开在即，民国政府任命夏偕复继任驻美公使，将张调回国内，拟派作中方代表与会，但因英国坚持拒绝未果。张此后拒绝了袁世凯的邀请，赋闲在家，