在次年来莫斯科学习。在中山大学学习期间，张与王明等人结成好友，成为二十八个布尔什维克之一。1930年，张、沈夫妇回国，1931年被派往鄂豫皖苏区工作，张担任红七十三师政治部主任。1932年，红四方面军放弃鄂豫皖苏区，向川陕苏区转移，沈泽民在原地坚持游击战，于1933年底病逝。张随军转移后，出任红四方面军政治部主任，成为红军主要领导人之一。1932年底，张同曾中生、旷继勋等人联名上书批评张国焘对红四方面军的一言堂控制，招致张国焘的打击报复，被免去政治部主任一职，调往地方工作，后又调任方面军医院政治部主