在沙家店战役中，张宗逊继续指挥第一纵队担负主攻任务，为歼灭胡宗南三大主力之一的整编第三十六师、生俘胡宗南“四大金刚”之一的第一二三旅少将旅长刘子奇立了大功。沙家店之战的胜利，粉碎了国民党军对陕北的重点进攻。在攻打清涧城时，张宗逊指挥两个主力纵队猛攻，一举俘获敌整编第七十六师中将师长廖昂。
1947年9月下旬，张宗逊升任西北野战军副司令员。在半年多的内线作战中，他协助彭德怀司令员收复了大部分失地，歼灭大量敌人，掌握了战场主动权。1948年1月，西北野战军奉命转入外线作战，张宗逊协助彭德怀指挥了宜川、黄龙、西府陇东、澄合、荔北、冬季攻势等战役，将胡宗南的重兵集团牵制在西北战场上，并给以很大的打击，有力地配合了我军其他战区的战略决战。宜川战役时，张宗逊深入到一线指挥两个主力纵队作战，毙敌第二十九军中将军长刘勘、整编第九十师中将师长严明和3名少将，俘敌4名少将。冬季攻势时，又俘敌第七十六军军长李日基。
1949年2月，西北野战军改为第一野战军，辖7个军，张宗逊任第一野战军副司令员。他协助彭德怀指挥了春季攻势和陕中战役。4月，华北军区第十八、第十九兵团改归第一野战军建制。6月，第一野战军组建第一、第二兵团。至此，第一野战军兵强马壮，空前强大。张宗逊协助彭德怀指挥4个兵团进行了扶眉、陇东、兰州、西宁、银川等一系列重大战役，使整个西北5省重新回到人民的怀抱。新中国成立后，张宗逊先后担任西北军区副司令员、西北军政委员会委员、副总参谋长、总后勤部部长等职，为我军现代化建设倾注了毕生的精力。1998年9月14日，张宗逊在北京逝世，享年90岁。
