1908年，繼兄張仲鈞之后，經(jīng)宋教仁、譚仁鳳介紹加入同盟會。

1909年，入學(xué)京師大學(xué)堂。并秘密從事地下工作。1911年1月，到海參崴，考入俄國東方語文專科學(xué)校攻讀政治經(jīng)濟(jì)學(xué)，在此期間曾赴俄彼得堡、莫斯科等地考察，并開始接觸俄國革命黨人和馬克思主義著作。曾赴海參崴深山招募反滿騎兵支援辛亥革命。1914年，經(jīng)外蒙回國至東北從事革命工作，秘密開始馬克思主義思想的傳播。1917年，在哈爾濱濱江道尹公署工作期間與友人共同創(chuàng)辦了東華學(xué)校，后改名為哈二中，該校成為中共東北建黨的據(jù)點(diǎn)和國內(nèi)革命者赴蘇俄學(xué)習(xí)和考察的中轉(zhuǎn)站。1918年，受俄國十月革命影響，為接觸相關(guān)的宣傳材料，再赴海參崴，開始翻譯列寧起草的《俄國***黨綱》。同時(shí)致函孫中山、蔡元培等建議成立社會主義研究會，中俄互助，以學(xué)習(xí)十月革命的經(jīng)驗(yàn)，避免以往僅僅利用新軍和會黨的不足。1919年7月，應(yīng)邀回到北京進(jìn)入北京大學(xué)圖書館編目室工作，并依靠這里的便利條件，與李大釗、陳獨(dú)秀等組織了社會主義研究會，宣傳俄國十月革命。同時(shí)任外交部俄文專修館教員，是瞿秋白等的老師。從1919年到1922年，曾三次向?qū)O中山建議實(shí)行“聯(lián)俄、聯(lián)共、扶助農(nóng)工”的三大政策。1920年出版《俄國***黨綱》中譯本，秋季，任北京大學(xué)俄文專修科教員，曹靖華是二期的旁聽生。1921年與北大俄文教員柏烈偉合編出版《俄文文法》一書。 同年與熊希齡、李大釗等創(chuàng)“俄國災(zāi)荒賑濟(jì)會”，熊希齡任會長，李大釗任文書股副主任，張西曼任總務(wù)股副主任。并在會上為前來北京的蘇俄全權(quán)代表越飛和熊希齡之間任翻譯。1922年1月以陳獨(dú)秀為首的中共中央執(zhí)行委員會將張西曼譯的《俄國***黨綱》作為“康民尼斯特（共產(chǎn)主義的音譯）叢書第二種”印行初版本，據(jù)陳獨(dú)秀1922年6月30日給共產(chǎn)國際的報(bào)告，初版即發(fā)行3000冊，譯者筆名用的是“希曼”。1923年出版《中等俄文典》。同時(shí)兼任馮玉祥學(xué)兵團(tuán)中吉合、何基灃、邊章武所在連的俄文教員，并創(chuàng)辦了中國大學(xué)、 大學(xué)等一系列學(xué)校的俄文班。1924年，創(chuàng)辦北方交通大學(xué)俄文班。張沖是該校俄文班第二期學(xué)生。1925年，在北京創(chuàng)辦中俄大學(xué)。出版《新俄羅斯》讀本。1926年，1月17日在北京參加各界紀(jì)念黃愛、龐人銓大會，再版《中等俄文典》和《新俄羅斯》讀本。中共中央執(zhí)行委員會印行《俄國***黨綱》中譯本第五版（已發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)不同的第五版版本）。北伐軍占領(lǐng)武漢后，南下任武漢國民政府政治顧問，兼鮑羅廷外交顧問。1927年，參加籌備成立武昌中山大學(xué)，任校務(wù)委員會委員兼法學(xué)院院長、俄文法政學(xué)系主任。出版《蘇俄民法》、《蘇俄刑法》、《蘇俄憲法》。中共中央執(zhí)行委員會印行《俄國***黨綱》第六版?！捌摺ひ晃濉蓖艟l(wèi)叛變后營救中大師生二百余人出獄。1928年，與高魯?shù)?人同時(shí)擔(dān)任大學(xué)院秘書，輔佐蔡元培掌管全國的大學(xué)教育。1929年，任孫中山奉安專刊編輯主任，6月參加奉安大典，后任北平大學(xué)法商學(xué)院教授，于伶、宋之的、王季愚等受教于先生，同時(shí)兼任陸軍大學(xué)政治教官，是杜建時(shí)、黃翔、郭汝瑰、黃維等的老師。1930年，譯著《蘇聯(lián)文學(xué)家傳略》刊南京《民生報(bào)》。1931年，隨陸軍大學(xué)遷往南京，“九·一八”事變后積極主張抗戰(zhàn)到底，反對妥協(xié)投降。1932年，任參謀本部邊務(wù)組專門委員。同時(shí)在中央大學(xué)教授“俄國近代史”。日寇進(jìn)攻上海， 堅(jiān)持“攘外必先安內(nèi)”政策，瘋狂圍剿蘇區(qū)，先生是秋向 條陳憲政改造，力主停止內(nèi)戰(zhàn)，建立民主統(tǒng)一政權(quán)，對日本絕交、宣戰(zhàn)，以政見不協(xié)，拒任 讓他擔(dān)任的湖北省**的邀約。1933年，任行政院新疆建設(shè)委員會委員。1934年，《中國邊疆圖書總目》初稿成。1935年，在南京發(fā)起創(chuàng)建中蘇文化協(xié)會，任常務(wù)理事。1936年，出任蒙藏委員會委員、國民政府立法委員，支持南京各界救國會的工作。在北平大學(xué)法商學(xué)院第一個(gè)開設(shè)了“抗戰(zhàn)的國家總動員”課程，號召學(xué)生積極投身抗戰(zhàn)。1937年，抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)后，參加“廬山談話會”，呼吁停止內(nèi)戰(zhàn)，國共合作，全國一致抗擊日寇。參加發(fā)起中華全國文藝界抗敵協(xié)會。援助綏遠(yuǎn)抗戰(zhàn)，救助七君子和孫曉村、曹夢君等救國會人士出獄。1938年，在武漢發(fā)起國際反侵略協(xié)會中國分會，3月兩次發(fā)表公開聲明，為陳獨(dú)秀的“漢奸”問題辯誣。特別是3月18日的第二次聲明，頂著巨大的政治壓力，更堅(jiān)決表示了“敢負(fù)責(zé)”為陳獨(dú)秀辯誣的立場，堅(jiān)持認(rèn)為陳獨(dú)秀“至少是個(gè)愛國的學(xué)者”，斥責(zé)康生、王明在沒有確鑿證據(jù)的情況下就指斥陳獨(dú)秀是“漢奸”的行為是“骨肉相殘，殃民禍國”。1939年，就“五·三”、“五·四”重慶大轟炸致函《新華日報(bào)》表示慰問。任中國邊疆學(xué)術(shù)研究會理事長，1941年，10月兄張仲鈞因抨擊湘省時(shí)政被暗殺，回湖南奔喪。1943年，積極營救被盛世才關(guān)在新疆獄中的趙丹。1945年，在重慶創(chuàng)辦《民主與科學(xué)》雜志。任中央大學(xué)教授，1946年1月與楮輔成、許德珩等任九三學(xué)社籌備組成員。2月任中國民主憲政促進(jìn)會理事長、4月離開重慶返回南e799bee5baa6e997aee7ad94e4b893e5b19e31333361303539京，5月4日當(dāng)選九三學(xué)社第一屆理事會理事、中央大學(xué)教授。11月發(fā)表談話，反對 召開偽國大。1947年，從上年底積極參加反饑餓、反內(nèi)戰(zhàn)、反迫害的學(xué)生運(yùn)動，多次發(fā)表公開演講。為此家中受到特務(wù)搜查，被免去立法委員等一切職務(wù)，被開除國民黨黨籍。1948年底，在中國***幫助下，秘密離開南京，先后到達(dá)江漢軍區(qū)和中原軍區(qū)，受到李先念、鄧子恢和陳毅等的宴請。1949年2月抵達(dá)北平，4月參加南社新南社雅集，后隨民主東北參觀團(tuán)赴東北解放區(qū)，6月參加社會科學(xué)工作者代表大會籌委會，并出席第一次全國文代會。1949年7月10日，因多年革命奮斗積勞成疾，身患肺癌在北京病逝，遺囑“生不能多作貢獻(xiàn)于中國受苦的人民，死亦不愿玷污凈土”，愿將遺體捐贈協(xié)和醫(yī)院“作科學(xué)上繼續(xù)解剖研究之用”，“以福利于后之患者”，終年僅54歲。