1912年7月，袁世凯政府任命张为陕西都督。9月国民党秦支部成立，任支部长。同年冬，张凤翙与钱鸿钧等人筹办西北大学。

1913年夏，又与康寄遥等人筹划在陕西创建纺纱厂、面粉厂、电力公司等企业。

同年7月，“二次革命”爆发，张凤翙反对革命党人起兵讨袁，并秉承袁氏旨意通电声讨孙中山、黄兴。1914年奉调入京，封为扬威将军，免去在陕西的职务。袁世凯谋称帝，授意知名人士上表劝进，张亦列名其中。后长期在北京住闲。

七七事变爆发后，只身回陕。抗日战争期间，任陕西省临时参议会参议员和国民参政会参政员，主张坚决抗日，且十分关心教育，与惠春波等人创办菊林中学，1940年春招生。同年60岁生日时，书自拟对联：“少年头等闲白了，叹三十功名尘与土，人思鹏举；阳春脚大步来兮，历百二山河壮且雄，岁在龙缠。”其爱国热情和抗战必胜的信念跃然纸上。

1943年在重庆出席国民参政会大会期间，周恩来曾到其下榻之处看望。1945年曾任陕西各界慰问抗日将士代表团团长，到豫西慰问抗日部队。1947年国民党当局拟推举张为陕西省党部书记长候选人，被张拒绝。1949年西安解放前夕，严词拒绝国民党当局逼迫其去台湾的图谋，被送往兰州。兰州解放后，彭德怀司令员派专人慰问，同年8月下旬返回西安。

中华人民共和国成立后，任西北军政委员会委员、西北行政委员会委员、陕西省副省长等职。1958年7月19日在西安病逝。

1911年西安起义爆发前夕，张凤翙因懂军事、有威信、在新军中职位较高，被推举为首领。张在10月22日清晨的会议上提出“先发制人”的策略，部署上午11时发动起义。由于指挥得当，当天就占领除“满城”（亦称八旗驻防城）外的西安全城，翌日下午3时西安光复，张以秦陇复汉军大统领名义出安民告示。此后月余，全省各道、府与大部分州、县相继光复。起义后清廷调集甘肃、河南的清军，从东西两路向陕西进攻，妄图镇压陕西革命，张妥善安排军政大事，成立秦陇复汉军政府，重用同盟会会员郭希仁、茹欲立、李元鼎、彭世安、张光奎等，分设兵马、粮馆、军令正副6都督，委派井勿幕等为各路招讨使或宣慰安抚招讨使经略四方，于艰难危急之中，维系了陕西大局。当清军东攻潼关，西围乾（州）、礼（泉）之际，张亲临前线，适时决定战和之计。

1911年11月22日，张被武昌中华民国军政府任命为中华民国军政府秦省都督。1912年6月23日与郭希仁、陈树潘、王锡侯等发动成立统一共和党陕西支部，25日中国同盟会陕西分会改为陕西支部被选为副支部长，7月被北京政府任命为陕西都督（兼理民政），8月同盟会陕西支部与统一共和党陕西支部合并成立国民党秦支部，张任支部长。袁世凯为削弱革命党力量，严令陕西缩编军队，张顺应北京政府，在裁军中迫令革命党人解兵去职。

张凤翙诗作（部分）：

屠门大觉梦一场，醒来尤未熟黄粱。

三年威信一朝失，自愧不如陆建章。

行至灵宝闻义安噩耗赋此吊之（一九一八年）

秋雨秋风苦不支， 伤心人去未多时。

傲霜莫信菊花好， 未到重阳已折枝。

遗 题（一九三四年）

邵公席上接群公①， 今古无端入望同。

尚记甘棠分陕右， 侧闻诸葛卧隆中。

辚辚驷驖拱三辅， 簇簇南金满一宫。

总是西陲人物美， 高歌犹欲破长风。

邵公：邵力子，时任陕西省政府主席。

水调歌头 六十初度二首（一九四〇年）

人日年年有，金胜自昔传。皇天胡为生我，龙蛇起陆年。我知辛壬癸甲，是天使困心衡虑。窃学武周贤。庸余不自量，任重责双肩。

拔乱功，反正业，久弃捐。匆匆六十，却又说人寿月圆。伫看倭虏猖獗，坐令生民涂炭，此耻何时湔。海鹤思起舞，夜半跃龙泉。

我生亦何为，搔首欲问天。眼看玄黄血战，龙正值流年①。我欲屠龙小试。都说蓬壶三岛，虾夷心胆寒。喜狂屐折齿，赋平指顾间。

春九十，人六十，夜无眠。且算欢娱，大彩笑掷骰盘园。且教酒态狼藉，任他朱颜改换，自理得天全。明月入怀袖，误认是婵娟。

时值民国二十九年，序属庚辰龙年。