战争期间，任第一一〇师师长、第十三军军长、陆军补充兵训练总处处长等。1941年，出任第十一集团军副总司令兼第六十六军军长。次年起任第十战区副长官兼豫南游击总部总指挥。第二次国共内战期间，历任中州绥靖公署副主任、武汉行辕副主任、第五绥靖区司令、华中剿匪总司令部副司令、河南省政府主席、第十九兵团司令官等。1948年，河南省政府迁至信阳县。张轸曾试图固守信阳。12月30日，张轸要求蒋介石「总统毅然下野」，与河南省参议会通电主张和平。1949年1月，第五绥靖区副司令朱其平率部望风而逃，在此形势下，张轸率部离开信