1937年4月，张仁蠡奉汉奸殷汝耕命令组团访日。抗日战争爆发后，任伪新民会副会长。武汉沦陷后，汉口日军特务森冈曾派浅见赴北平迎张燕卿南下任刚建立的伪武汉特别市政府的市长，不意张燕卿在北平正和土肥原贤二怂恿吴佩孚出任为总统，倘事成，则张燕卿拟自任伪总理，因而不愿来汉，遂荐其弟张仁蠡代替。

1939年4月初，张仁蠡带随行10余人跟浅见由北平来武汉。4月19日，伪武汉治安维持会会长计国桢推戴张仁蠡任汪伪武汉特别市政府市长。1942年6月28日，杨揆一任伪湖北省政府主席后不久就建议改组伪汉口特别市行政管辖以节约开支，减少伪中央补助。张仁蠡得此消息，知武汉不能久留，托人联系森冈。调往天津后，1943年10月带着其秘书长姚一新前往天津任伪华北政务委员会委员兼伪天津特别市市长，姚一新仍为其秘书长。伪市府财政局一席，张仁蠡最为重视，但提出之人，日方未能通过，张仁蠡因恐此席被他人占去，乃宣布自兼。

张仁蠡鸦片烟瘾极大，但深为隐讳，平时赴伪市府经常雪茄不离口，以免口中鸦片为人嗅知。平日即是最亲近幕僚也绝不在烟榻边论事。张仁蠡还正式宣布，伪市府职员中，倘有吸食鸦片者，必须立即赴市立医院戒除，否则一经查出，立即撤职。不知者见张仁蠡如此雷厉风行，以为张仁蠡本人不吸食，实则张仁蠡所吸较人为多，此举不过贼喊捉贼而已。张仁蠡在武汉搜刮所得，都 逐次转往北平。1940年3月后，历任汪伪国民党中央委员，汪伪新国民运动促进委员会委员，汪伪全国商业统制总会武汉分会副委员长，汪伪天津市市长兼华北政务委员会委员。1945年抗日战争胜利后，国民政府接收平津时，张仁蠡被以汉奸罪被逮捕判处无期徒刑，在北平监狱服刑，其在北平房产均被没收。新中国成立后，1951年被改判死刑处决。