上世纪50年代，中国只在玉门有很小的油田，加上西方国家的全面封锁，石油资源十分紧张。张存浩接手的第一份工作，是水煤气合成燃料研究，就是要从水煤气中获得燃油。从1951年到1958年，7年的日日夜夜，经过“小试”、“大试”、与炼油厂合作，张存浩与合作者最终做到从每立方米煤气中得到产品200克，而当时美国只达到50克。但就在此时，大庆油田被发现，天然油的成本更具优势。虽然合成油的研究接着做，可能会做得更好。但当时年轻的中国科研人员没什么不舍，毅然放下“更好”的可能，转向国家更需要的地方。

上世纪60年代，紧张的国际形势迫使中国必须独立自主并迅速发展国防尖端技术。张存浩很快转入火箭推进剂研制这一全新领域。在文献资料很少的情况下，不顾毒性和爆炸危险，他和同事们进行了大量实验，和同事何国钟等提出了固体推进剂燃速的多层火焰理论模型，在推进剂的基础研究方面取得了达到国际先进水平的科研成果。

上世纪70年代，世界第一台红宝石激光器问世，因亮度高，不需强大电能，激光在军事、民用方面应用前景广泛，成为国际研究热点。为了完成国家任务，张存浩再次“改行”，这一年他已经43岁。在当时一无资料，二无设备的情况下，张存浩和他的团队再次进入山沟的试验站从零开始。经过艰苦攻关，超音速燃烧型氟化氢、氟化氘激光器终于诞生，为发展我国国防高科技事业作出了重要贡献。当时，有领导主张搞自由电子激光。张存浩对化学激光功率易放大、不依赖外部能源等优势据理力争，给化学激光在我国的初期发展争得了空间，“我只要十分之一的经费，能做出比你更大的光！”在这位老人温和的外表下有股子倔劲，像他研究的光束，看准方向，勇往直前。

张存浩说：“我一辈子为了国家转行多次，放弃自己的科研兴趣，我从不后悔。我回来就是为了报国的。”