1945年再度出国，到剑桥大学工作。1947年同保罗·狄拉克一起到美国普林斯顿高等研究院进行研究工作。1948年回国，先后任北京大学物理系教授，北京师范大学物理系教授。1956年出任中国科学院数学研究所研究员。张宗燧主要从事理论物理特别是统计物理、量子力学、量子电动力学和量子场论等方面的研究工作。1930年代在合作现象特别是固溶体的统计物理理论等方面取得多项创见性成果，受到国际上的重视。在量子场论形式体系的建立特别是高阶微商、高自旋粒子的量子场论等研究方面，在理论的数学形式、洛伦兹群的表示、重正化理论、