太仓（今江苏苏州）人。19岁补博士弟子员，以学行与张采名于乡里，号“娄东二张”，后终身为莫逆交，互为儿女姻亲。天启四年（1624）与张采、杨廷枢、杨彝、顾梦麟、朱隗、吴昌时等十一人共创“应社”，以治五经、研讨制义为务。六年，魏忠贤逮周顺昌，激苏州民变，颜佩韦、杨念如等五人被杀，张溥因作《五人墓碑记》以记之。崇祯元年（1628）以恩贡入太学，结“燕台社”，又与杨伯祥结“江北应社”。二年，于吴江开尹山大会，合十七家文社为一，以“兴复古学，将使异日者务为有用”为宗旨，称“复社”，共推张溥为首领（陆世仪《复社纪略》）。三年，乡试夺经魁，“复社”诸人陈子龙、吴伟业、杨维斗、万寿祺、杨伯祥等中试，并于南京首举“复社”社集，称“国门广业社”。四年入京，与“复社”吴伟业、杜麟征、左懋第、马世奇、姜采等皆中进士，选翰林院庶吉士。在京二年，后以葬亲乞假归。六年，再主盟“复社”士子虎丘之会，九年复于南京社集。

张溥虽家居著述，而学者争及门，选文会友，又评议朝政，声气通于朝右，多预朝中之党争人事。同里监生陆文声求入社不许，乃诣阙告“溥、采为主盟，倡复社，乱天下”。帝有旨究之，以至朝野争议，以周延儒再为首辅，事始解。崇祯十四年五月初八卒，或疑其中毒死。卒后，海内会葬者数千人，私谥“仁学先生”。平生尊经重史，期复古道，又以学问渊博、文章敏捷称，交游遍海内。主张文以载道，文质相符，推崇前、后七子的理论，主张复古，反对公安、竟陵两派逃避现实，只写湖光山色、细闻琐事或追求所谓“幽深孤峭”的风格，提倡兴复古学的同时，又以“务为有用”相号召，以“雅”为赤帜，与前、后七子单纯追求形式、模拟古人有所区别。其论诗则以才力、学问、性情至上，重“温柔敦厚而不愚”。《明史》本传称崇祯十五年下诏征集张溥所著之书，有司先后录上3000余卷，虽多为编著之书，亦不乏假托者。虽其卒后易代，门绪式微，清初又被列为禁书，所著存世仍不在少数。《明史·艺文志》亦多著录。

现存经史著述主要有《诗经注疏大全合纂》34卷，《易经注疏大全合纂》64卷，《周易系辞注疏大全合纂》4卷，《书经注疏大全合纂》34卷，《四书注疏大全合纂》37卷，《张天如先生汇订四书人物名物经文合考》20卷，《春秋三书》（《春秋列国论》《春秋诸传断》《春秋书法解》）31卷，《通鉴纪事本末论正》239卷，《历代史论一编》4卷《二编》10卷等，皆有崇祯时刊本。又有《古文五删》52卷（有明末段君定刻本）。又有《汉魏六朝一百三家集》118卷（有崇祯进本及文渊阁《四库全书》本），是张溥为“兴复古学”而编辑的一部规模宏大的总集。《四库全书总目》说：“此编则元元本本，足资检核。”1960年人民文学出版社出版的《汉魏六朝百三家集题辞注》（殷孟伦注），将各集卷首题辞首次辑成一书，并加必要注释，是研究汉魏六朝文学及张溥著作的重要资料。

诗文著述主要有天启末刊本《七录斋集》6卷《论略》1卷，崇祯九年刊本《七录斋诗文合集》16卷（《文集近稿》6卷、《古文存稿》5卷、《馆课》1卷、《论略》1卷、《诗稿》3卷），崇祯十五年刊《七录斋近集》16卷，明末刻《七录斋文集论略》2卷《续刻》6卷《别集》2卷。其以文见长，虽不以诗名，然旦夕吟咏不辍，集中有诗凡870余首。