嘉平四年（314年），司马邺派大鸿胪辛攀拜张轨为侍中、太尉、凉州牧、西平公，张轨又坚决辞谢。同年五月，张轨卧病不起，临终前留下遗言道：“我平生对他人无甚恩惠，疾病垂危，大概命将告终了。我死后，文武将佐都应尽忠尽义，务必安抚百姓，上报国家，下安家室。我死后以普通棺木从简安葬，墓中不藏金玉。好好辅助我儿安逊（张寔的字），听从朝廷旨意。”五月己丑日，张轨去世，终年六十，葬于姑臧建陵，朝廷追赠侍中、太尉，谥号为武公，之后又追谥为武王，庙号太祖。
与此同时，凉州长史张玺等人表奏张寔代理张轨的职务。张轨的亲信部下及后拥立张寔继任了凉州牧之职。十月，司马邺下诏授任张寔为持节、都督凉州诸军事、西中郎将、凉州刺史、领护羌校尉、西平公。
建元元年（315年）冬天，兰池长赵奭的上军士张冰得到的一方玺，上面有“皇帝玺”字样，献给了张寔，僚属们都来祝贺。张寔说：“孤常常恼恨袁本初举印向肘之事，诸君为何说这样的”于是把玺送往长安。
建元二年（316年）四月，张寔下达命令：所属的官吏、百姓有能指出自己过错的，奖赏给布帛、羊、米。贼曹佐高昌人隗瑾说：“您处理政事，事无巨细，都是自己来决断。同年八月，刘曜进逼长安，张寔派将军王该率军救援京城。司马邺嘉赏他，拜任都督陕西诸军事。司马邺将要投降刘曜时，下诏给张寔说：“国运困厄，灾祸降临到晋室，京城倾覆陷落，先帝在贼朝中去世。朕漂泊于宛、许，于是到了旧都。
同年12月11日司马邺降于汉赵大司马刘曜，临降前下诏给张寔：“仰惭乾灵，俯痛宗庙。君世笃忠亮，勋隆西夏，四海具瞻，朕所凭赖。今进君大都督、凉州牧、侍中、司空，承制行事。琅邪王宗室亲贤，远在江表。今朝廷播越，社稷倒悬，朕以诏王，时摄大位。君其挟赞琅邪，共济难运。若不忘主，宗庙有赖。明便出降，故夜见公卿，属以后事，密遣黄门郎史淑、侍御史王冲赍诏假授。临出寄命，公其勉之”寔以天子蒙尘，冲让不拜。[20]
迅速崛起
建武元年（麟嘉二年，317）正月，张寔得知刘曜强迫司马邺迁徙，聚哭告哀三天，派遣太府司马韩璞、灭寇将军田齐、抚戎将军张阆、前锋督护阴预率步骑兵一万，东赴国难，命令讨虏将军陈安、故太守贾骞、陇西太守吴绍各率郡兵作为韩璞等的前驱护卫司马邺。三月，司马睿于建康称晋王、改元建武，张氏世守凉州效仿窦融，长期沿用中朝晋愍帝的建兴年号。
麟嘉三年（318年）三月，焦崧、陈安进犯陇石，在东方与刘曜相持，雍、秦人十之八九死于战乱。焦崧、陈安进逼上邽，南阳王司马保派使者告急。任金城太守窦涛为轻车将军，率领威远将军宋毅以及和苞、张阆、宋辑、辛韬、张选、董广率步兵、骑兵两万赴援。部队进驻新阳时司马邺被杀的消息传来，于是全军穿孝服举哀，聚哭三天。
南阳王司马保图谋称帝，破羌都尉张诜对张寔说：“南阳王忘记莫大的耻辱，而想自称帝号，上天不授予图谶符命之书，德行不足以顺应期命，最终不是济时救难之人。晋王司马睿德才兼备亲近藩卫之臣，是先帝依靠属意之人，宜上表称颂圣德，劝其登帝位，传送檄文到各藩镇，再给相府附加上书信，那么想要争强的念头就会平息，还没有聚集起来的党徒就会散去。”张寔听从其意。于是向天下发送檄文，推崇晋王司马睿为皇帝，派牙门蔡忠奉表章到江南，劝司马睿称帝。
同年三月，司马睿在建邺称帝，年号大兴，但张寔不用司马睿的大兴年号，还称建兴六年，这标志着张寔已完全脱离司马家的管控正式独立，史称前凉。
也就在当年，靳准杀隐帝刘粲，自立为汉天王。北宫纯借机招集汉人，在东宫结堡自守，惟被靳准堂弟靳康所杀，结束了自己辉煌的一生。后在洛阳城流传出一首着名的童谣，凉州大马，横行天下，凉州鸱苕，贼寇消，鸱苕翩翩，怖杀人，让北宫纯威名大振，获得了司徒王衍和晋怀帝司马炽的高度的认可和评价。
光初二年（319年）正月，南阳王司马保得知司马邺被杀后也自称晋王，年号建康，设置任命百官，派使者封张寔为征西大将军、仪同三司，增食邑三千户。不久陈安背叛了司马保，氐、羌都响应陈安。司马保很窘迫，于是离开上邽，迁往祁山，张寔派部将韩璞率步骑兵五千赴难。陈安退守绵诸，司马保回到上邽，又被陈安击败，派使者到张寔处请救兵。
张寔派宋毅前往，陈安退去。正好司马保被刘曜逼迫，迁到桑城，打算要投奔张寔。张寔认为他是西晋宗室中比较有声望的人，如果到了凉州，必会动摇人心，派其部将阴监迎司马保，声言说是护卫，实际上是抵御他。正好司马保去世，手下众人散逃投奔到凉州的有两万余人。
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