1873年9月，張成被晉升為海東雲艦艦長。在同治十二年七月廿四日（1873年7月15日）。沈葆楨在他的《續陳輪船工程並練船經曆南北洋各情形折》中談得更為詳盡，也提到了張成表現優秀：“其‘建威’練船去年乘風北駛，曆浙江、上海、燕台、天津至牛莊始折而南，而本年二月教習洋員德勒塞駕船南行，先廈門、次香港、次新加坡、次檳榔嶼，六月始回工次。計四閱月。除各碼頭停泊外，實在洋麵七十五日。海天蕩漾，有數日不見遠山者，有島嶼縈迥，沙線交錯，駛船曲折而進者。去時教習躬督駕駛，各練童逐段謄注日記，量習日度、星度，按圖體認，期於精熟。歸時則各童自行輪班駕駛，教習將其日記仔細勘對。至於台颶大作，巨浪如山，顛簸震撼之交，默察其手足之便利如何，神色之鎮定如何，以分其優劣。其駕駛心細膽大者，則粵童張成、呂翰為之冠。……臣謹拔張成、呂翰管駕閩省原購之‘海東雲’、‘長勝’兩輪船，使獨當一麵，以觀後效，此教練駕駛之實在情形也。”
張成此後平步青雲，不斷得到升遷，證明其的確有其過人之處。1874年，他曆任龍驤艦、靖遠艦艦長。1878年任永保艦艦長。升遊擊（從三品），隨後調北洋水師任職。1879年，張成複調回福建水師，任揚武輕巡洋艦（旗艦）艦長，兼委充水師營務處。1884年，他得到張佩綸的賞識，被委閩安鎮副將（從二品），負有統帶福建水師之責，成為清末海軍中早期將領和最早任艦隊司令的畢業生。
戰場表現
馬江海戰中，揚武號成為孤拔集中火力攻擊的重點。法國艦隊中的都莊號魚雷艇攻擊的對象是與之相距500米的福建水師旗艦揚武號。都莊號的水雷裝有13公斤綿火藥。它向揚武號左舷中央部位攻擊，水雷爆炸後未及轉向的揚武號受了致命損傷。張成此時正在揚武號上的望台瞭望。見揚武號首先遭到法艦攻擊，張成馬上下令各炮位的炮手開炮還擊，進行抵禦。
經過法國艦隊魚雷艇魚雷的攻擊後，揚武號頃刻之間船身遍受重傷。船上的水兵和各個崗位上的軍官全都亂了套，死傷眾多。
張成先在桅後避炮，接著在天窗口招呼機械師啟動。幾乎就在魚雷撞上揚武號時，船上的木匠周寶用鐵錘將錨鏈擊斷，張成即令開動機器，將船調轉過來，想用前麵的主炮向法艦開炮還擊。船的尾炮尚能操縱，揚武號在轉動中，已經瞄準對揚武號攻擊的沃爾他號，又對它接連進行攻擊，迅速擊中揚武號，使之側傾下沉。
早在製定作戰計劃時，孤拔就把“船大炮多”的揚武號旗艦當作首要的襲擊目標，目的就是要首先打掉這艘指揮船，奪“諸船之氣”，從而把福建水師的士氣打掉，摧垮其意誌，使福建水師群龍無首，指揮係統失靈，從而各個擊破。
揚武號在這下沉的瞬間，尾炮和舷炮忽然發出了刺耳的轟鳴聲。揚武號在用僅存的尾炮回擊沃爾他號的舷炮，尾炮第一彈就落在沃爾他號的船橋上炸裂，炸死了來自上海的引航員湯姆士和其他5個水手。孤拔此時正站在湯姆士的身旁，一陣氣浪撲來，孤拔趕緊抓住船舷以保持平衡。一看，手被彈片擦傷。
揚武號終於被擊沉了。它在被擊沉前，以尾炮和舷炮向孤拔旗艦反擊，還擊傷了法國另一艘魚雷艇。但是，在猝不及防的襲擊下，除少數人逃生外，全船有107人陣亡。
斬監候
張成在揚武號沉入江中之前，負傷跳水，遊至馬尾君竹鄉江邊，被岸上軍民救起。
戰後對張成最早的處分是革職留任。張成被開革後仍追隨張佩綸，八九月“奉旨留營效力”。他兢兢業業，在長門（連江琯頭長門山）金牌炮台從事修複炮台工作，為福建水師做了些事。畢竟戰敗的海軍司令必須負敗軍之責，死難烈士家屬也不會放過他，他與上司張佩綸都成了眾矢之的，各種流言蜚語也紛至遝來，朝廷派左宗棠為欽差大臣辦理福建軍務，以楊昌溶為副手協辦福建軍務。
楊昌溶來到福州接任閩浙總督，明察暗訪，聽到很多對張成的不利之詞，如：“張成管駕揚武船，交戰時並未升旗，亦未開炮：有謂僅開一炮即馳近岸邊，棄船逃走。”因之，決定將張成拘押，“發交福州府看管聽候查辦……請旨將張成交臣，於訊明後，按照軍法治罪，以為臨陣脫逃者戒”。