外交部欧亚司三等秘书，后来升任副处长、处长。2001年，他再次被外派，担任驻乌克兰大使馆参赞。2003年，张汉晖回国，在外交部欧亚司担任参赞，随后被提拔为副司长，直至司长。2014年11月，接替乐玉成出任中国驻哈萨克斯坦大使。同月26日，张汉晖向哈萨克斯坦外交部副部长递交国书副本。2018年5月，任分管欧亚地区、涉外安全、外事管理事务的外交部部长助理。2019年2月，升任外交部副部长。2019年8月，接替李辉出任中国驻俄罗斯大使。2020年4月18日，张汉晖在与在俄留学生华侨华商代表在线交流时，声称