Der endgültige Durchbruch kam im Jahr 2005. Erst entschieden sie die Vier-Kontinente-Meisterschaft für sich, dann errangen sie in Moskau mit Bronze ihre erste Weltmeisterschaftsmedaille. Ihren Höhepunkt erreichten Zhang/Zhang im Jahr 2006, als sie in Turin olympisches Silber hinter den Russen Tatjana Totmjanina und Maxim Marinin gewannen. Dabei platzierten sie sich vor ihren höher eingestuften und weitaus erfahreneren Landsleuten Shen/Zhao und Pang/Tong, trotz eines schweren Sturzes von Zhang Dan in der Kür beim Versuch eines geworfenen Vierfachsalchows. Wenige Wochen später wurden sie in Calgary auch Vize-Weltmeister hinter Pang Qing und Tong Jian.