昔时饱受非议的张自忠将军,在经历多种审查之后,重回国民革命军第五十九军担任军长,第一时间想到与他出生入死的参谋长张克侠,多番致电冯玉祥,力邀张克侠和他再度共事。张克侠把这件事情报告给党组织,请示党的安排和决定。在全民族抗战的大背景下,党同意并鼓励张克侠前去抗战。1938年2月25日,他在日记上写下:“余为后退及国恨,三次流泪,此后,可不复流泪矣”。2月27日晚上,董必武、叶剑英等人在普海春饭店亲自为张克侠秘密饯行。党的温暖、同志的关心让即将重归战场的他受到极大鼓舞。翌日,他即奔赴战火纷飞的抗日战场。
张克侠多次接受正规的军事教育,精通战术兵法,对中日之间的战争有着深刻认识,写下了《国际问题的透视》《抗战半年之军事》《卢沟桥抗战》《我们需要迎战》《持久加强国共合作增进大团结》《将来对日策略及战略战术改革》《由八百壮士坚守四行仓库说到抗战前途》等文章。他既富有教育训练的经验,又能带兵打仗,还能运筹帷幄,参赞戎机。在台儿庄大战中,他协助张自忠指挥第五十九军痛击日军精锐部队板垣师团,在炮火中立下赫赫战功,在抗日战场上展现了自己的军事才华和人生抱负。
张自忠称赞张克侠:“真是良师益友,也是全军之幸”。曾写下《中国的战歌》的美国记者史沫特莱对张克侠的评价是:他是一位出类拔萃的人物,外表清秀、高雅、才华横溢,判断准确。给人的感觉是聪敏过人,没有幻想,以坚毅的目光,注视着未来……
在“二张”合作取得一系列胜利之后,有人告密说张克侠和共产党关系密切,张自忠迫于多种压力,让张克侠暂避一时,去举办干训班为部队补给人员。遗憾的是,1940年枣宜会战中,张自忠壮烈牺牲。消息传开,张克侠痛恨不已。为了纪念张自忠将军,张克侠在驻军地创办了自忠中学,聘用一批共产党员和进步知识分子为骨干教职员,使自忠中学坚持了民主、进步的办学方向,为抗日事业培养了众多革命人才。