部下属603研究所（即西安飞机设计研究所）任技术员、助理工程师，从事飞机垂直尾翼设计工作；曾参与了“飞豹”歼击轰炸机的研发工作。1985年9月，回到西北工业大学，攻读飞行器设计控制理论及应用方向的硕士学位。1988年3月，获工学硕士学位后，进入中国运载火箭技术研究院总体设计部（即航空航天部一院一部）总体室，开始参与火箭的研制。1990年，中国首次为别国进行卫星商业发射，为美国休斯公司发射了亚洲一号卫星。张庆伟发挥其在计算机、英语方面的优势，在计算机上建立数学模型，并实施仿真，圆满完成了卫星入轨精度的控制