到了周世宗柴荣即位的时候，特意下诏张美作了枢密承旨一职。当时的宰相景范负责管理三司，却因为生病一直无法处理事务，所以世宗让张美担任右领军卫大将军，代理三司的事务（也就是代理宰相）。此时的张美可谓是一人之下万人之上，但谁又能想到，之前的张美仅仅是一个看仓库的小吏呢？
周世宗征讨淮南，留下张美任大内部署。一日，张美在似睡非睡的时候，忽然心里有一种不好的预感，他立即穿上衣服来到皇宫。果然，不一会儿，皇宫内突然发生了火灾，还好他提前有所准备，大火很快就被人们扑灭了。等到柴荣回来，立刻委任张美为三司使。
显德四年，周世宗再度巡视淮南，留下张美处理朝廷的政事，还让他做了大内都点检。后来柴荣北征的时候，张美又以大内都部署的身份负责料理后方。等到军队班师回朝后，张美又作了左监门卫上将军，充任宣徽北院使，负责管理三司。周世宗连年的征讨，粮草之所以没有出现缺乏的情况，完全是因为张美的调度，他这种运筹帷幄的才能堪比当年的萧何，因此皇上也非常的信任他。等到周恭帝即位后，加封张美为检校太傅。
宋朝初年，张美被赵匡胤加封为检校太尉。起初，李筠等人镇守在上党，他们大量招募亡命之徒，经常做一些不法之事，而且逐渐骄纵，就连朝廷都无法控制他们。
张美料想李筠日后必定会反叛，于是私下里在怀州、孟州储备了许多粮食。后来李筠果然叛变，宋太祖赵匡胤亲自率军讨伐，十万大军出动太行山，经费粮草却没有不足的时候，这些都得益于张美的准备和调度。
