Trương Mạo được mời vào công phủ, vì là con nhà quyền quý mà được phong làm Kị đô úy, chuyển làm Thái thú Trần Lưu (thuộc Duyện châu). Năm 190, Trương Mạo cùng Tào Tháo hưởng ứng Viên Thiệu, hợp quân chư hầu chống lại quyền thần Đổng Trác.

Các chư hầu tập kết tại huyện Hoài, quận Hà Nội[2], huyện Dương Trạc quận Dĩnh Xuyên, huyện Toan Cức[3] và phía bắc huyện Nghiệp[4].

Đầu năm 191, thấy Đổng Trác đốt kinh thành Lạc Dương bỏ chạy về Trường An, Tào Tháo kiến nghị Viên Thiệu ra quân truy kích nhưng Thiệu không dám ra quân. Tào Tháo đòi đi đánh. Trương Mạo cũng đồng tình, trách cứ Viên Thiệu trước chư hầu[5]. Viên Thiệu bất đắc dĩ cho Tào Tháo vài ngàn quân đi. Trương Mạo cũng sai Vệ Tư dẫn binh theo Tào Tháo. Khi chưa tiến đến Thành Quần[6], vì ít quân nên Tào Tháo bị tướng của Đổng Trác là Từ Vinh đánh bại, quân chết quá nửa.

Viên Thiệu ghét Trương Mạo vì bị ông chỉ trích thái độ kiêu căng, sai Tào Tháo giết ông, nhưng Tào Tháo không nghe, trách Thiệu rằng:

Trương Mạo biết chuyện, càng quý trọng Tào Tháo[1].