宋孝宗隆兴元年（1163）进士。初授幕职。乾道九年（1173），召除秘书省正字。淳熙十五年（1188），调利州路提点刑狱。寻除直秘阁、知遂宁府。光宗绍熙元年（1190），擢大理寺少卿。因为人耿介，不合于朝，出为河南路转运判官，徙夔州路。历知汉州、潼川府。晚归故里，闭户著书。尝与陆游、范成大交好。卒，陆游特撰《祭张大卿文》（见《渭南文集》），并寄书存问其家人。著有《中庸辨择》、《陶靖节年谱辨证》一卷、附《杂记》一卷、《职官记》一卷，均佚。《宋诗纪事》、《宋诗纪事补遗》、《全蜀艺文志》录共诗八首，《宋代蜀文辑存》录其文六篇。《四川通志》有传。
张縯出身于书香仕宦之家。高祖张中理曾任主簿、著作之职，家居江原皈禅院佛寺附近之善颂堂。赵抃为江原令时，曾在善颂壁上题诗给张中理留念。张縯出世后，仍居善颂堂，壁上犹存赵抃题诗。其曾祖父张公裕亦进士出身，任职太常礼院，与司马光相善。其伯祖张浩，曾任县宰、主簿等职，与黄庭坚交好，其所藏宋仁宗飞白书，即为黄庭坚题跋。
张縯中进士后任职颇多。1172年（乾道八年），他到和金人作战的南郑前线，同陆游一起参加四川宣抚使王炎的幕府，两人抗战主张相同，成为志同道合的挚友。次年，张縯入京奏事，逢王炎被召还，撤宣抚，幕僚散去，张縯即留京中，任秘书省正字，参与管理国家图书典籍及编修国史的工作。陆游离开南郑前线后则到成都任职。不久，曾两任蜀州通判。
1174年（淳熙元年），张縯父亲病逝，他便由京返川，直到淳熙四年，丁忧于江原家中。其间，范成大为成都帅，陆游为制置时，张縯曾邀范成大和陆游一起到江原家中的善颂堂，观看司马光赠《寄题张著作中理善颂堂》诗、赵抃的题壁诗以及宋仁宗飞白书。1177年冬，张縯丁父忧期除阻隔，至成都与陆游同游，两人写了不少唱和之诗，共抒忧时用世之怀。
1178年张縯离乡还朝，不久出任湘中、河南等地州属、运使等职。1186年，任川北利州路提刑。时陆游东还浙江后已任职严州。两人天各一方，诗书往来不断。张縯给陆游曾寄去洮砚，以示“托盟翰墨”。1189年，张縯移官湖南，陆游在新定刑刻《世说新语》，寄请张縯作跋。不久，张又移官江南一带。在外任职至1194年（绍熙五年），还朝任大理寺少卿。同年矢官归里。回江原后，自号所居为“饰庵”，专事著述。1200年（庆元六年），朝迁下诏征他还朝复任秘书省职，不就。
1207年（开禧三年）春，卒于江原，终年约75岁。卒后赠官“大卿”。陆游在83岁高龄时为张縯所撰祭文《祭张季长大卿文》中有言：“呜呼，世之定交有如某与季长者乎？一产岷山，一家山阴，邂逅南郑，异体同心，有善相勉，缺遗相箴……”
张縯晚年著书数百卷，今存目者有《中庸辨择》《陶靖节年谱辨证》《杂记》《南康郡五庙记》《石经跋》《饰庵诗集》等，多已散失。《全蜀艺文志》录其部分诗作。
