民国15年(1926年)7月，国民政府誓师北伐，张发奎率部进军湖南与第十师担任湘江东岸作战，连克醴陵、平江，迫吴佩孚部退守汀泗桥。
汀泗桥三面环水，后枕高山，除西南铁路桥可通外，悉为崎岖山路。吴佩孚屡败后，集北军两万，任宋大霈为指挥，衣凭天险待四军而歼之，并亲由长辛店率嫡系部队倾巢南援。8月26日，四军发起攻击，宋大霈率大刀队督阵，双方机战甚烈;至夜，张发奎令三十六团渡水偷袭敌后、占领中央阵地。翌日拂晓，张亲率三十五团及叶挺独立团从正面奋勇冲杀。独立团多共产党员，前扑后继，视死如归，血战数小时冲过铁桥。吴军腹背受敌被包围缴械，十二师占领汀泗桥，30日，四军再攻克贺胜桥，直B武昌。
四军北伐入湘，战无不胜，汀泗桥、贺胜桥之战，重创北军，写下了北伐战争最光辉的一页，赢得了“铁军”称誉。
保全上海
1937年8月22日，战事即开始转入更猛烈的阶段。敌军增援部队第三师团、第十一师团，以及第一师团、第八师团之各一旅团，当天即在宝山狮子林登陆，并即向左翼军方面宝山、罗店、浏河线进攻;同时对右翼军方面之川沙及浦东各地，也采取积极的行动。同样以京沪、沪杭两铁道输送增援部队，投入左翼军方面，双方均以猛烈火力作阵地的战斗，请况特别紧张。是以对原来预期以攻击的作战手段指导会战的计划，不得不加以修正，而转入以纯粹防御战的阶段。
反对英军
张发奎早年是汪经卫的追随者，以伺候孙中山的虔诚来效忠汪经卫，但1939年汪经卫降日后，张即动员在粤北的党政军要人签署通电，还向广东民众发表广播演说，谴责汪氏叛国投敌。虽然张本人对蒋介石有所不满，但他坚持“民族大义重于私人恩怨”，“我敢毫无疑问地说，余汉谋、白崇禧、薛岳与我不顾及蒋先生的各种缺失，仍寄信心与希望于蒋先生，是因为他坚持抗日。国难应该重于一切私怨的”。
抗战胜利后，盟军总部原已决定第四战区派大员去香港接受日本驻军投降仪式，但英相丘吉尔为了维系大英帝国的面子，便要求美国人去游说蒋介石，最后蒋同意由英方主持受降典礼。张发奎说：“我们不应该同意这一更改，不应该屈服于英美的压力。对于香港受降任务，我特别感到兴奋。香港在国人心目之中，是一个国耻的创伤。过去它是罪犯的避风港、资本家官僚们的乐园。广东风气的败坏，以及广东政治的商业买办化，都直接受香港的影响。盟军最高统帅部首先划定香港地区归中国接收，根据战后领土主权完整及民族愿望的观点，是有充分理由的。”
抗战胜利后，在军委会委员长广州行营主任任上，毅然下令逮捕意籍日本间谍、法国领事卫映章的姘妇贝安加，并派兵包围法国驻穗领事馆，强行搜索该犯之来往文件档案，勒令法领事当面签字认错。1945年10月断然派刘绍武师长率部封锁穗澳边境，禁止肉类蔬菜出口，迫使澳葡当局引渡匿澳日本战犯与汉间且查封其财产。1948年1月批准军统广州站组织特别行动队，在港九散发传单，警告港英当局停建屏山机场、取消限制华人入境，引渡所有汉间到广州受审，否则将发动十万青年对香港实施毁灭新行动。凡此种种都维护了国家主权、捍卫了港澳同胞的合法权益。
重视教育
张发奎一生戎马，但颇重视文化教育，曾在家乡创办风度小学，于四战区创办志锐中学，培养了不少热血青年。任四军长时曾赠始兴中山图书馆《万有文库》、《四部丛刊》各一套。
