在中共发动迫害法轮功的运动后，张洪伟被单位逼迫辞职。二零零一年一月二十日，因向世人讲述法轮功被迫害真相，被北京市房山区派出所警察绑架，八月十七日被北京市房山区法院枉判十三年重刑，先后被非法关押在看守所、北京公安局七处共十个月。

二零零一年十一月中旬，张洪伟被劫持到长春铁北监狱。一到监狱后就被关进小号。为抵制迫害，张洪伟继续绝食，被狱警绑在抻床上。一天、两天、三天、一直到第七天，七天七夜，滴水未进。小号的窗户没有玻璃，都是钉的塑料布，整个下半截连塑料布都没了，窗外的雪花直接飘到床上，冻得他体似筛糠。这样押了两个月小号，当时他身体瘦得不行。到监狱医院，王院长检查后说严重脱水，但没做任何治疗。

二零零二年三月六日，张洪伟身体还非常虚弱，但还是被转入吉林二监，就是吉林监狱。十监区副区长崔云刚把他带到入监队，让他“上坐”（就是盘腿坐在床上，手扶膝盖，身体挺直），张洪伟拒绝，被崔带入隔壁严管，上抻床折磨。张洪伟被转到十监区非法关押。为“转化”迫害他，十监区专门成立一个洗脑班，狱警指使犯人强迫他“坐板”——即九十度角坐姿、两手背后、两腿伸直并拢不能弯曲，此姿势五分钟后就使人腰酸腿痛难忍。后五个犯人二十四小时两班轮换的监控他，坐姿稍有改变即遭毒打。

有一次王绍臣、宁正宇等在小号夹控张洪伟，马上过年了，想回去玩，就谈论犯人如何逃跑，随后就向狱政科长刘伟说张洪伟要逃跑。刘伟直接把张洪伟提出小号到严管上抻床折磨。

抻床就是在一条大铺上，按人两臂、两腿分开抻直的距离，分别在铺下镶进四大块铁板，上面分别钻几排带螺丝的眼，把铁用车床车成能铐上手腕和脚腕的扣子，铐口边上能拧螺丝，下面是螺丝扣，按人体高度，移动在相应那排螺丝上，再打开铐子，两个人在两边一抻，扣在手腕上，拧上螺丝。另两个人拽腿，差点距离时，用脚蹬肩膀，扣在脚腕上，整个人就起空了。抻十多分钟活动活动手腕，说怕抻坏。边抻边活动，手腕象掉了一样，更疼。整个胳膊和腿的骨头抻开，如掉了般剧痛。

张洪伟先后遭受冻、饿、手弹眼珠、弹鼻梁、捏睾丸、灌食、烟熏、开水烫、拳打脚踢、注射不明药物等折磨，被持续关小号、严管长达两年零五个月。残酷的迫害使他身体出现严重异常，二零零六年初，张洪伟被检查出双侧肺结核（III型）、胸膜炎，胸腹水、高血压、胃溃疡、心脏病，身体极度虚弱，曾被送监狱医院住院。但邪恶之徒还不放弃对他的迫害，使其身体状况急剧恶化。

二零零九年三月二十五日张洪伟又绝食反迫害，又被强行关押小号。于四月九日被送入吉林铁路医院住院六天，检查结果是胃息肉、胃糜烂、十二指肠溃疡、肺部出现钙化灶、肝血管瘤。张洪伟不能进食，吃了就吐，瘦的皮包骨。六月十二日，家人到监狱探望，向监狱提出办理保外就医，但监狱说“不够条件”。

二零一二年七月张洪伟被转入十一监区即老残监区，又查出颅内有瘤，那时他只有四十多岁，家人为了他能得到更好的治疗，要办理保外就医，但狱方以他不放弃信仰为由不予办理。还因翻出经文，关张洪伟四天小号。

十三年中，张洪伟的岳父、法轮功学员宋文华被朝阳沟劳教所迫害致死；岳母与妻子辛苦支撑着家，抚养幼小的孩子，还要长年为营救张洪伟四处奔波，受尽刁难，过着凄苦的生活。

二零一四年一月十九日，张洪伟结束十三年冤狱回到家中。此时的他大脑极怕震动，走路迟缓，膝关节不灵活，四肢无力，视力衰弱，只能直视前方一尺多远，看不到两侧。

家人带他到医院检查，诊断为“脑部囊肿压迫视神经，导致视神经萎缩”。医生说做脑部手术需要十多万元，但也不一定保证能看见。因多年的被迫害，他本人无经济来源，妻子打工收入微薄，还要供儿子上学，无力承担手术费用。一年半后，张洪伟完全失明。

即使这种情况，张洪伟一家人仍然受到当地中共不法人员的迫害，警察经常上门骚扰。二零一五年因控告江泽民被绑架到看守所，因身体原因拒收被放回。二零一七年七月，张洪伟和家人买了通化至大连的火车票，还没进候车室就被当地派出所拦截、扣押，到后半夜才放回家。二零一七年十一月张洪伟与家人去大连，在火车上被乘警搜身、翻包。

由于张洪伟被迫害得生活不能自理，失去了劳动能力，需要家人照顾。家里经济窘迫，仅靠丈母娘和妻子的一点工资艰难度日。巨大的身心压力，使张洪伟身体健康每况愈下，于二零一九年五月三日上午九时含冤离世。

关于张洪伟遭受的迫害，见明慧网文章《十三年冤狱　小号折磨两年五个月》《张宏伟遭冤狱迫害十二年　家人探视受恫吓》等。