自先登直陷敌阵，亲手斩杀了孙权军队的数十人和2名将领，并于阵中大呼己名，然后突击冲入重垒，直至孙权麾旗之下。孙权见状大惊，其众手足无措，不知所为，只得走登于高丘之上，仅以长戟自守而已。张辽见敌军退避，便叱喝孙权，挑衅他下来对战，孙权惧而不敢动；及至望见张辽所领之兵原来甚少，于是忽聚众军数重围困张辽。张辽于吴阵左右突围，直前急击，其围不禁冲撞而开，张辽将领麾下数十人得以脱出。但阵中尚有馀众未出，皆号呼张辽道：“将军舍弃我们了吗！”张辽复又还入重围，救出被困馀众。孙权人马皆望风披靡，无人敢抵挡张辽。
早晨战至日中，吴军锐气为张辽所夺，曹军此时还城修业进行守备，众心方才安定下来，诸将对张辽所为均表示叹服。孙权攻打合肥十馀日，始终攻不下来，于是还军退师，张辽率诸军乘势追击，几乎捉住孙权，江东名将陈武亦在此战中被击杀。曹操闻此，对张辽的表现大加赞许，并拜张辽为征东将军。张辽大败孙权一事震惊孙吴，计《三国志·吴书》连裴注中，述及此事的列传有七篇。据《魏略》记载，此役之后，江东小儿啼哭不肯止者，其父母只要吓唬说：“张辽来了，张辽来了！”孩童就没有敢哭泣的了。
建安二十一年（216年），曹操再征孙权。军到合肥，曹操循行视察昔日张辽作战的地方，赞叹良久。于是给张辽增兵，多留诸军徙屯居巢。
建安二十二年（217年），曹操攻濡须口，孙权请降，留夏侯惇、曹仁、张辽等屯居巢。
建安二十四年（219年），关羽围曹仁于樊城，适时孙权称藩于魏，为了让孙权安心攻打荆州，于是曹操召张辽及诸军悉数回救曹仁。张辽尚未到达，徐晃已经打败关羽。张辽便与曹操会师摩陂，曹操乘车出来慰劳他，并派他屯于陈郡。
建安二十五年（220年），曹操去世，曹丕即位魏王，改迁张辽为前将军，分封其兄张汛及一子列侯。不久孙权再叛变，张辽还屯合肥，并进爵都乡侯。曹丕赐舆车予其母以示荣宠，并派兵马送其家人到他驻军的地方，又预先在当地告示张辽家人将要到临，命令所有守军出迎，众军士将吏都列队出候拜迎张辽家人，看见此景的人均认为这是十分荣耀的事。同年，曹丕称帝，再封张辽为晋阳侯，增邑千户，并前二千六百户。
黄初二年（221年），张辽到洛阳皇宫朝拜，曹丕便引张辽会晤于建始殿，亲问其昔日破吴时的情状。张辽述说过后，曹丕向左右叹息道：“简直是古代的召虎啊。（召虎即召