7月17日-8月1日被编入第二组，通称华东组，参加小组会议。组长柯庆施。
准备发言提纲，并在小组会上阐述13个问题
7月18日前后决心在小组会上发言，开始准备发言提纲。
7月20日前后在准备发言提纲过程中接到田家英电话。田劝说，如果发言，有些问题就别讲了，透露“上面”有不同看法。通话后对秘书说：“不去管它!”接着继续准备提纲。在此前后，胡乔木也来电话告张，毛主席将要对彭开火，劝张少说。同时秘书也感到发言与会议中对彭德怀的批评逐步升温的气氛不合，表示担心会挨批评，但张闻天仍表示决心要讲。7月21日下午在庐山会议华东组会上发言，讲了三个小时，分十三个问题：(一)大跃进的成绩;(二)缺点;(三)缺点的后果;(四)对缺点的估计;(五)产生缺点的原因;(六)主观主义和片面性;(七)政治和经济;(八)三种所有制的关系;(九)民主和集中;(十)缺点讲透很必要;(十一)光明前途问题;(十二)关于彭德怀同志的意见书;(十三)成绩和缺点的关系。发言对大跃进以来暴露的严重问题及其后果从理论上作了系统的分析，强调对产生缺点的原因“不能满足于说缺乏经验，而应该从思想方法和作风上去探讨”，指出主观能动性强调到荒谬的程度就成了主观主义，领导经济“光政治挂帅还不行，还要根据客观经济规律办事”。
发言指出，胜利容易使人头脑发热，骄傲自满，听不进不同意见。所以发展党内民主作风很重要。“主席常说，要敢于提不同意见，要舍得一身剐，不怕杀头，等等。这是对的。但是，光要求不怕杀头还不行。人总是怕杀头的，被国民党杀头不要紧，被共产党杀头还要遗臭万年。所以问题的另一面是要领导上造成一种空气、环境，使得下面敢于发表不同意见，形成生动活泼、能够自由交换意见的局面。”“我们不怕没有人歌功颂德，讲共产党光明、伟大，讲我们的成绩，因为这些是客观存在的事实。怕的是人家不敢向我们提不同的意见。”“几句话讲得不对，就被扣上帽子，当成怀疑派、观潮派，还被拔白旗，有些虚夸的反而受奖励，被树为红旗。为什么这样呢?为什么不能听听反面意见呢?刀把子、枪杆子，都在我们手里，怕什么呢?真正坚持实事求是、坚持群众路线的人，一定能够听，也一定会听的。听反面意见，是坚持群众路线、坚持实事求是的一个重要条件。毛主席关于群众路线、实事求是的讲话，我认为是讲起来容易做起来难，真正要培养这种风气不容易。”
发言最后肯定彭德怀的信是好的，为信中受到指谪的“小资产阶级狂热性”、“浮夸风吹遍各部门”等提法作了辩护。发言不时被插话所打断，会场气氛紧张。除华东组的记录外，张闻天还让自己的秘书作了记录。记录稿以《在庐山会议上的发言》为题收入《张闻天文集》、《张闻天选集》(四)。
同日发言结束后对秘书表示，希望这次发言能够导致会议讨论些问题。晚饭后见到彭德怀说，今天我讲了三个钟头，支持了你。彭将张的发言提纲要去，让参谋读了一遍。后告张：“你讲得很全面”。
7月23日毛泽东在大会上讲话，逐一批判彭德怀、张闻天等人的意见，声称他们把自己抛到离右派只差三十公里了。由此开始反对所谓右倾机会主义的运动。张闻天从会场回来后对秘书说，这样以后谁还敢讲话?!