1928年
，张孟闻应秉志教授电邀，到北平大学农学院任副教授 ，讲授动物学和比较解剖学。半年后又应秉志教授的聘请，在南京中国科学社生物研究所任研究员
，又担任秉志教授的秘书，兼管总务 ，历时6年之久 。1934年他被邀参加中国动物学会成立大会
。同年年底
，获得中华教育文化基金会的甲种奖学金去法国留学。在法国国立自然博物馆蛙蛇研究所所长L.Roule的指导下做研究，用一年半的时间完成了《中国蝾螈专论》博士论文 ，论文得到法国当代生物学大师P.Wintebert教授的好评
，取得巴黎大学博士学位，由此使他再次获得中华教育文化基金会的奖学金 。他利用这笔奖学金先后考察了德国 、比利时、瑞士
、荷兰、英国 ，以及意大利的一些博物馆
。

1937年
，张孟闻接受浙江大学校长竺可桢教授的聘请回国。当他踏上祖国大地时，正值七七事变 ，抗日战争爆发
，学校被迫内迁，在迁校途中 ，他以大自然为课堂讲授动物学和野外实习课程，并沿途收集标本
，写出了《宜山蛇类记》和《湄潭鸟类志》等多篇论文与讲义 。

1943年，张孟闻应复旦大学之聘来到重庆
。一到重庆未进校门就被当时教育部部长陈立夫召见 ，要聘他为部聘教授送美国留学
，当时资源委员会主任委员翁文灏也要派他去美国，而组织部部长朱家骅则要他到复旦去整顿三青团 ，动员他立刻加入国民党。张孟闻一一拒绝了这些招聘 。他到复旦大学后为寻找失踪的浙江大学训导长费巩教授与国民党当局展开了面对面的斗争。

1945年7月在重庆召开中国科学工作者协会成立大会
。张孟闻当选为北碚区负责人。他回沪后任上海分会的副理事长（1948～1950年）
，并主编《上海科协》刊物，次年又担任总会的代理总干事与总编辑（1949～195