建兴十一年（233年），由于张翼执法较严，不得南夷欢心，导致刘胄作乱造反，张翼不能破，被征回。朝廷派遣马忠代替张翼平乱，此时张嶷跟随马忠一起前往。张嶷作战勇猛，一马当先，将刘胄斩杀，南土获安。不久之后，牂牁郡、兴古郡獠种又造反作乱，马忠令张嶷率领诸营前往讨伐。张嶷不但将其平定，又招降两千余人，全部送往汉中，加入蜀汉的北伐军队。南中四郡就此安定。
当初，越巂郡自诸葛亮讨平高定之后，此地蛮夷多次造反，先后杀死太守龚禄、焦璜，而后越巂太守都不敢去郡里上任，只敢住离越巂郡八百里的安上县，越巂郡徒有其名。因张嶷在平定南蛮上颇有战功，于是当时朝廷议论可以让张嶷去开复此郡。于是朝廷以张嶷为越巂太守，张嶷到郡后，诱以恩信，于是蛮夷皆服，都来投降。北徼捉马最骁劲，不承节度，于是张嶷亲自率军前往讨伐，生擒其头目魏狼，但张嶷却将他放回，希望魏狼可以回去招降其他人不肯降服的人，于是上表封魏狼为邑侯。其他部落的人听闻这个消息，都纷纷来降。于是朝廷以军功封张嶷为关内侯。
张嶷在南中十五年，郡泰民安，朝廷于是征召张嶷回成都。当地民夷都对张嶷的离去而哭泣。许多人跟随张嶷并加入张嶷的军队的有百余人。张嶷到成都后，被拜为荡寇将军。
延熙十七年（254年），魏狄道长李简密书请降，卫将军姜维从李简处得到了很多的军需物资，于是姜维率领张嶷等挥师北伐。而此时患有风湿的张嶷这时已经严重到不能走动，必须依靠拐杖站立，于是有人提议把张嶷留在后方，但是张嶷执意跟随大军北伐。后主刘禅看了感动，不禁流下泪来。之后与魏将徐质交战，张嶷亲自搏战，但因寡不敌众，临阵战死。南中越巂百姓听闻张嶷战死，都为张嶷流涕，而后为张嶷立庙，四时祭祀。张嶷死后，朝廷封其长子张瑛为西乡侯，次子张护雄继承张嶷的爵位。
