吴王黄武三年（224年），以辅义中郎将身份出使蜀汉，孙权原先害怕诸葛亮会有意留难张温，但张温不担心。在呈上蜀汉朝廷的文书刻意称颂蜀汉，以表明和解的诚意，重建两国关系。他在蜀汉表现出色，得蜀汉朝廷重视，并赏赐张温蜀锦。张温在离开前受到百官饯行，唯独秦宓还没到，秦宓被诸葛亮几番催促后，张温直接对到场的秦宓辩论，与秦宓依次问答，秦宓连声应对，受到张温敬佩。回东吴后不久，被调进豫章的军队，事业上再无进展。孙权一方面介怀他出使蜀汉时称颂蜀汉，又嫌他声名太盛，恐怕张温不会尽忠地由他任用。当时正好碰上暨艳事件