972年恢复工作后，担任商洛地区工业局领导小组组长；此后，张勃兴先后出任省委工业办公室协作组组长，省石油化学工业局副局长、党组副书记。进入1980年代，迅速获得重用；先是于1981年担任省委组织部副部长；两年后，即晋升部长；1985年6月，出任陕西省人民政府副省长；1986年12月，升任省委副书记、代理省长；1987年3月，正式当选陕西省省长；仅五个月后，就再次晋升中共陕西省委书记；1993年4月，当选陕西省第八届人大常委会主任；1994年11月，因年龄到限，不再担任省委书记职务，并淡出领导层；1998