2003年3月，张曙光调任北京铁路局副局长，相比之前在沈阳铁路局，官职升了半级。随后不到半年时间，即调回铁道部，出任铁道部装备部副部长兼高速办副主任，负责高铁技术引进。
任职副主任期间，张曙光在明知时任青岛四方新诚志卓客车配件有限公司董事的杨庆凯希望其帮助该公司获得更多普通客车车辆内饰产品等配件的订单业务，并进入动车组零配件供应商行列的情况下，在京都信苑饭店收受杨庆凯给予的人民币3万元。
2004年，南车青岛四方机车车辆股份有限公司(以下称“四方公司”)推荐青岛亚通达铁路设备有限公司(以下简称“亚通达公司”)引进日本的蓄电池技术和集便器技术，为其生产的CRh2型车做配套。
亚通达公司本是四方厂高速列车零配件的供应商，时任亚通达公司总经理的刘越胜，原是四方公司董事长江靖的小舅子。
为了获得通过，刘越胜专程到北京约张曙光在香格里拉饭店喝茶。他对张曙光说，方案已报到了装备部，希望在研究时张能同意工厂的推荐。张曙光则告诉刘越胜要低调，装备部研究时他会关注。
之后，有人举报亚通达公司成为四方厂供应商的问题，张曙光告诫江靖和四方工厂总经理王军在工厂把举报的事情妥善处理好。2005年春节前后，刘越胜约张曙光到香格里拉饭店喝茶，表示感谢，并提出想做300公里动车组的业务，希望他帮忙。这次刘越胜给了张曙光人民币10万元。
2005年至2006年间，张曙光在担任铁道部运输局装备部副主任、运输局局长期间，接受中技国际招标公司(以下简称“中技公司”)总经理王康的请托，利用职务上的便利，为该公司在铁道部中标“时速200公里及以上动车组技术引进国产化”项目、获取较高代理费率等方面提供帮助。
在庭审中，张曙光供述，王康陆续给他送过5次外币，包括4次1万美金和1次1万欧元。此外，王康在2005年和2006年两年春节前到其办公室，分别给过其人民币两万元和5万元。
在代理费的确定过程中，时任铁道部副部长的胡亚东主持召开了一个会议，确定给中技招标公司的代理费。会上时任铁道部计划司司长的黄民认为，在0.1%和0.8%的幅度内取低一点，而张曙光提出在该幅度内取高一点，最好是0.5%和0.6%之间。
最后胡亚东决定取中，并向刘志军作了汇报。刘志军在此基础上往下降了一点，决定给中技公司付项目总额0.35%的代理费，总数约八九千万元。
张曙光心里非常清楚，王康几次送财物的目的无非就是两条，一是保持项目做下去，二是在每个项目中在代理费的确定上帮他们说好话。张曙光自知有这个权力，直接主管和他们公司的项目合作，在代理费的确定和项目的其他方面，也都有直接的话语权，也帮他们说过好话。所以面对王康的赠予，他都欣然接受了。
他的权力越来越大，收受贿赂的胆子也越来越大，不断把手伸向高速铁路工程项目的招投标、高速列车部件的采购。单笔受贿的金额也越来越大。
