Phù Kiên tha cho Trương Thiên Tích và ban cho ông một chức vụ cấp trung, phong cho ông làm Quy Nghĩa hầu. (Trước khi chiến dịch bắt đầu, Phù Kiện cũng đã bắt đầu xây một dinh thự cho Trương Thiên Tích ở Trường An, và lúc Trương đầu hàng, dinh thự đã hoàn tất.)

Năm 383, Trương Thiên Tích đã phục vụ cho Phù Kiên khi quân Tiền Tần đang cố tiêu diệt Đông Tấn, song đã bại trận trong trận Phì Thủy trước quân Tấn. Trương Thiên Tích nhân cơ hội này để đào thoát đến Tấn cùng với các tướng Tấn bị bắt giữ là Chu Tự (朱序) và Từ Nguyên Hỉ (徐元喜). (Con trai Trương Đại Dự của ông không thể chạy trốn cùng, sau đó đã cố tái lập Tiền Lương, song đã thất bại và bị giết dưới tay người sáng lập Hậu Lương Lã Quang vào năm 387.) Tấn Hiếu Vũ Đế phong ông làm một quan bậc trung và phục hồi tước hiệu Tây Bình công cho ông, tưởng nhớ đến lòng trung thành của tổ tiên ông. Ông được biét đến với tài văn chương, song các quan Tấn phần lớn coi thường ông do đã để mất nước và bị Tiền Tần bắt. Vào một số thời điểm, trạng thái tinh thần của ông bắt đầu xấu đi và không còn có được các chức vụ quan trọng. Lúc đó, Tư Mã Nguyên Hiển, anh em họ của Tấn An Đế, đang nắm quyền và ông thường gọi Trương Thiên Tích đến để mua vui, song khi thấy hoàn cảnh của Trương Thiên Tích nên đã phong cho ông làm thái thú tại một quận. Sau khi Hoàn Huyền lật đổ Tư Mã Nguyên Hiển, ông muốn sử dụng danh tiếng của gia đình họ Trương để phục vụ cho mục đích quân sự, vì vậy đã phong cho Trương Thiên Tích làm thứ sử Lương Châu (涼州, trung bộ và đông bộ Cam Túc, tức lãnh địa của Tiền Lương, song lúc đó nhà Tấn không kiểm soát vùng này). Trương Thiên Tích mất năm 406.