副司长，直至司长。2014年11月，接替乐玉成出任中国驻哈萨克斯坦大使。同月26日，张汉晖向哈萨克斯坦外交部副部长递交国书副本。2018年5月，任分管欧亚地区、涉外安全、外事管理事务的外交部部长助理。2019年2月，升任外交部副部长。2019年8月，接替李辉出任中国驻俄罗斯大使。2020年4月18日，张汉晖在与在俄留学生华侨华商代表在线交流时，声称“有些中国人闯关回到国内，实际上是把病毒带到了国内”，“这个要在道义上是要受到谴责”，“吃着中俄合作的饭，砸中俄合作的锅”，“回国散毒”引发舆论哗然。