抗战后期，张冲因不满国民党消极抗日、积极反共的政策，逐渐倾向进步。1949年12月9日，他协助卢汉在昆明宣布起义，通电全国脱离国民党阵营，加入人民放军序列，为云南和平放作出重要贡献。
新中国成立后，张冲历任云南省军政委员会委员、云南省人民政府副主席、西南军政委员会委员等职。他始终心系云南发展，尤其关少数民族地区建设，主持修建了多项水利工程，改善了当地农业生产条件。1954年起，他连续当选第一至五届全国人大代表，曾任全国政协副主席，为国家建设和民族团结建言献策。
1980年10月30日，张冲因病在北京逝世，享年81岁。 他的一生，从军阀混战中的滇军将领，到抗日战场上的民族英雄，再到新中国的建设者，始终以国家和民族利益为重，最终在和平年代走了传奇人生。其真实结局，是对“信者敌”最生动的历史——对民族的信仰、对人民的忠诚，让他在时代洪流中始终坚守正道，成为跨越新旧时代的可敬长者。