Mùa đông, năm Bính Thân (1416), theo một số dị bản thì Trương Lôi là một trong những người tham gia hội thề Lũng Nhai.[7] Theo sách Khởi nghĩa Lam Sơn, với thân phận gia thần, Trương Lôi cùng Vũ Uy được Lê Lợi giao cho việc cày ruộng ở động Chiêu Nghi.[4] Việc sản xuất và tích trữ lương thực về sau được giao cho Trương Chiến, Vũ Uy phối hợp với Ngô Kinh, Ngô Từ.[8]

Năm Mậu Tuất (1418), Lê Lợi khởi nghĩa chống quân Minh.[9] Căn cứ sắc phong năm 1753 ở đền thờ thôn Quan Nội, Trương Chiến có tham gia hai trận đánh ở Mường Cốc, Linh Sơn (núi Chí Linh) vào khoảng 1418–1419.[5][6]

Tháng 4 (âl) năm Mậu Thân (1428), Lê Lợi lên ngôi vua, tức Lê Thái Tổ, lập ra nhà Hậu Lê.[10] Trương Lôi là một trong số những công thần được ban quốc tính. Ngày 3 tháng 5 (âl) năm 1429, Lê Lôi là một trong 14 công thần được ban tước Huyện hầu, gồm: Lê Bị, Lê Bì, Lê Bĩ, Lê Náo, Lê Thụ, Lê Lôi, Lê Khả, Lê Bồi, Lê Khả Lang, Lê Xí, Lê Khuyển, Lê Bí, Lê Quốc Trinh, Lê Bật.[11]

Dưới triều Lê Thái Tông, Lê Lôi giữ chức Tuyên phủ đại sứ Thái Nguyên hạ bạn. Tháng 7 (âl) năm Đinh Tỵ (1437), Lê Lôi được phong Xa kỵ Đồng tổng quản kiêm Đô tổng quản phủ lộ Thanh Hóa.[3] Căn cứ sắc phong, ông làm quan đến Tả Xa kỵ, Vệ đại tướng quân, hàm Thái bảo, tước Triều quận công.[5][6]

Không rõ Trương Lôi mất năm nào. Căn cứ sắc phong, ông được truy tặng Thái phó, Thượng tướng quân, thụy Trực Nghi.[5][6]