1937年7月29日，汉奸江朝宗主持的“北平地方维持会”成立。张克侠忧心如焚，日夜企盼到南方前线去奋勇杀敌。后来，他自北平辗转至天津、烟台，最终到达济南，寻找冯玉祥。张克侠先后担任第六战区司令部高级参谋、副参谋长等职。1939年张克侠任国民党59军参谋长，后任33集团军参谋长、副总司令等职，被授予中将军衔，转战山东、河南一带抗日。
张克侠早年与周恩来等同志合影（左4为张克侠）
抗战胜利后，张克侠继续秘密为党工作。
1947年10月，国民党徐州“剿总”成立第三绥靖区，张克侠任副司令官。他获取了徐州“剿总”的各种机密情报，派人密送华东野战军司令部。遵照党的指示，1948年11月8日，张克侠与何基沣率第59军两个师、第77军一个半师共2.3万余官兵，在淮海战役前线贾汪、台儿庄防地举行起义。这次起义，打开了徐州的东北大门，使人民解放军得以直捣徐州，并切断黄百韬的退路，对淮海战役的胜利起到了重要作用，受到了毛泽东主席、朱德总司令的通电嘉勉。
1950年3月7日，中共中央组织部作出《关于张克侠党籍问题的决定》：“我们认为张克侠同志虽然在国民党军队工作，但1929年入党以来，一贯与党保持联系，设法为党工作，并有成绩，故其全部党籍，应予承认。”自此，在国民党军队中潜伏19年的张克侠，回到了党的怀抱。
