2007年11月，世贸组织宣布，根据中国政府推荐、经世界贸易组织151个成员政府一致通过，以及世贸组织的严格挑选，决定任命中国的资深国际贸易法专家张月姣女士出任大法官。2008年6月1日，张月姣走马上任，开始为期四年的任期，成为中国历史上首位世贸组织上诉机构“大法官”。
　　总部位于瑞士日内瓦的世界贸易组织是全球贸易领域的最高管理机构。在这个权威的国际组织中，世贸组织争端解决机制上诉机构的7位大法官，则可以说是权威中的权威，是国际公认的贸易法方面最权威的专家。大法官主要是对世贸成员对争端解决机制专家组的报告不服后上诉的案例进行法律条文的解释，判断相关成员的贸易措施是否违反了世贸法律或是违背了加入世贸组织时做出的承诺，然后再最终做出裁定。这个裁定具有法律效力，败诉方必须据此修改国内相关法律，或接受胜诉方的惩罚。虽然在具体处理每个案件时通过抽签选出三名大法官组成合议庭，其实全部法官都会参与并表明自己的意见。
　　上任之初，张月姣说，“我代表中国法律人的国际形象。有这个机会与其他法官一起共事感到很荣幸，也可以通过自身的努力把中国法学界代表的见识和工作态度带到WTO，公正独立处理与WTO有关的国际贸易争端，为建立一个完善的、以规则为基础的国际贸易体制做出自己的贡献。”她时刻提醒自己，经手的每一份报告都要对当事方负责，都要经得起历史的检验。“中国走向国际，要参加国际经济治理，为世界公平正义作出中国法律人的贡献。”
　　任上8年，张月姣曾经参与40多个上诉案件的审理，作为庭审法官参与了20个上诉案件的开庭审议，作为首席法官主持了10个上诉案件的开庭审理。她经手的案件，每个报告的每一个主要条款为什么要这么写，她都记得一清二楚，从来没有人对其公正性提出过任何质疑。
　　除了高度的责任心、专业性，丰富而深厚的工作经验也让张月姣担任世贸组织上诉机构“大法官”充满底气。在1978年我国刚刚改革开放时，张月姣进入国家进出口委员会工作，参与起草了中国第一部《中外合资企业法》。别看这部法律条文很简单，一共只有15条，但它每一条其实都代表了一个单独的法律。此后，她参与长达10年的中美知识产权谈判，以及中国恢复关贸总协定的谈判、中国与外国的投资保护协定的谈判等。她还是第一位在世界银行担任法律顾问的中国人，第一位亚洲开发银行欧洲局中国籍局长，第一位在西非开发银行担任董事的中国人……多年来，专业、公正、勤奋、认真，张月姣被很多人誉为“铁女人”。
　　2016年10月26日，张月姣在日内瓦WTO总部作了告别演讲。WTO164个成员代表出席，很多平常不太出席会议的高官也都来了，那间最大的会议室坐得满满当当。张月姣讲完后，全体起立长时间鼓掌，张月姣很感动，最后含泪说：“我爱WTO！我爱上诉机构！我爱你们！”
　　卸任回国后，张月姣还倾尽心力培养涉外法律人才，“我放心不下啊！我们国家还是太缺既了解国内法律又了解国际法律的高级人才了，而且语言能力也非常重要……”而今，年逾古稀的清华大学教授、中国法学会常务理事、中国国际经济法学会副会长张月姣，依然奔忙。