1913年5月22日張維出生于北京市一個稅務職員家庭。父親張圖是舊京師譯學館的學員，清末民國初年供職河南安陽縣稅務局，并兼任家庭教師。

1915年張維出生后2年，其父便溘然長逝，僅靠父親的積蓄及兄長的工資維持生活，家境清寒。

1918年他5歲入北京小學，11歲考入 北京四中，15歲轉考至天津 北洋大學預科。

1929年16歲考入 唐山交通大學（現(xiàn) 西南交通大學）土木工程系，當時學校名為國立交通大學唐山工學院，以 羅忠忱、 顧宜孫、 黃壽恒為代表的唐山交大一代名師正值盛年，又有 朱物華、 劉仙洲、 華鳳翔、 張正平、 張伯聲等著名教授在校執(zhí)教，使得 西南交通大學成為當時最為著名的工科學府之一。張維醉心于數(shù)學與物理學，而數(shù)學尤為突出。大學期間學業(yè)卓爾不群。

1933年20歲弱冠之際，便以優(yōu)異成績畢業(yè)于 唐山交通大學土木工程系（主修結構工程），獲工學士學位。他的同班同學（唐山交大 1933 屆）五十余人中有美國工程院院士 林同驊，中國科學院、工程院院士 嚴愷、 劉恢先等人。

大學畢業(yè)后，張維被分配到當時仍在向西延伸的、貫通東西的鐵路大動脈 隴海鐵路實習，輾轉于潼關至西安的潼西段工地，在華陰、壩橋協(xié)理鐵路施工。

工作未及經(jīng)年，便應母校之召，于1934年4月回到母校 唐山交通大學（現(xiàn) 西南交通大學），任結構力學與結構工程助教。在這期間，他開始與力學結下不解之緣。1933至1934年，美國公布了新版的鐵路橋梁規(guī)范，張維查閱了大量力學著作和文獻，撰寫了對該規(guī)范內(nèi)容力學理論根據(jù)的探討論文。該篇論文以其獨特的見地在中英庚子賠款留學的報考與錄取過程中，受到主審教授的高度評價。

1937年，張維以優(yōu)異的考試成績作為第5屆中英庚子賠款公費生，留學英國。他懷著“科學救國”的信念，于9月中旬抵達倫敦，在當時頗有聲望的 帝國理工學院土木工程系A．J．S．皮怕德（Pippard）教授指導下學習，一年后即獲帝國理工學校文憑（DIC）。這一年的寒假，為了求索更好的學習條件和更深入的工程知識，他跨過 英吉利海峽到德國進行考察。他對德國柏林高等工業(yè)學校F．特爾克（Tolke）教授的殼體理論研究很感興趣，并見到殼體理論將會在 固體力學和結構工程研究中大放異彩，決定赴德國學習。經(jīng)過一番周折，終于獲準于1938年7月到柏林高等工業(yè)學院（今 柏林工業(yè)大學）土木工程系工程力學教研室，在特爾克教授指導下進行殼體理論的研究。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，他只好繼續(xù)留在德國。

1942年2月，任柏林高等工業(yè)學校工程力學教研室助教，從事教學與科研工作，完成了隧道應力分析與彈性波石油勘探等項研究。

1944年10月，他以優(yōu)秀的成績通過論文答辯，獲得工學博士學位。張維在論文中利用特爾克導出的方程，采用漸近方法與貝塞爾函數(shù)，在國際上最先解決了圓環(huán)殼受任意旋轉對稱載荷作用下的 應力狀態(tài)求解問題。由于當時中國小豐滿水電站大型水輪機是由 瑞士埃舍爾－維斯機械廠（Escher－Wyss Maschinen－buu Fabrik）設計和生產(chǎn)的，張維為了掌握祖國工程建設需要的先進技術，通過各種渠道同該廠聯(lián)系，終于在1945年9月獲準移居瑞士，在當時很有名的埃舍爾－維斯機械廠研究部任研究工程師，從事旋轉機械中的叉管、圓盤葉片的研究工作，同時等待回國的時機。

1946年5月，在得知可以回國的消息之后，張維商得廠方同意，毅然中止了合同，不等銀行解凍，帶著身邊僅有的一點錢，在中國駐巴黎使館的幫助下，全家三人從 馬賽港坐船，途經(jīng)西貢、香港，歷經(jīng)艱辛，回到祖國的上海。他回國后，先后受聘于 同濟大學、北洋大學，

1947年，受聘于 清華大學，與已在清華執(zhí)教的 錢偉長分擔全校的力學課程教學。他先后講授過材料力學、高等材料力學、結構力學、彈塑性力學以及板殼理論等課程。

1951年起，由于高校院系調(diào)整和發(fā)展的需要，張維開始擔任行政、教學與科研管理工作。

1952年，他擔任三校（清華、北大、燕京） 建設委員會工程處負責人，

1954年任清華大學建設委員會主任，為三校和清華的基本建設作出了貢獻。1952年到1956年，他擔任清華大學土木工程系主任。

1955年，張維被選為 中國科學院學部委員（院士）。

1956年，按照國家和學校的規(guī)劃，清華籌建了一批新專業(yè)。

1958年，他籌建了工程力學數(shù)學系，并任第一任系主任。1957年以后，張維擔任清華大學副校長，先后分工主管教學與科研，直至1966年“ 文化大革命”。

1962年到1984年期間，他擔任教育部工科力學教材編審委員會主任委員和力學學科組織長。

在“文化大革命”期間，張維受迫害達數(shù)年之久。1976年春他主動提出離開領導崗位到校工廠參加勞動。

1977年張維重新回到了清華大學副校長的工作崗位。

1983年，他受國家教委的任命，出任 深圳大學首任校長。他不顧古稀之年，一年八次往返于深圳、北京之間。為了聘請國內(nèi)外知名專家到深圳大學任職、任教，他不辭勞苦，不避寒暑，多次登門求賢，使許多專家為之感動。他率先對學生實行勤工助學制度，對教職工聘任、系科設置、教學計劃等實行了一系列改革。他和其他校領導一起，為建成深圳大學作出了貢獻。

1956年，張維參加制定了我國十二年科學遠景規(guī)劃，并任土水建組組長。

1962年，他又參加制定了十年科學發(fā)展規(guī)劃，擔任科學發(fā)展規(guī)劃的力學組副組長，與 郭永懷、 劉恢先等專家一起倡議，并第一次把抗爆抗震問題列入國家規(guī)劃。

1978年，他又參加了八年科學技術發(fā)展規(guī)劃的制定工作，任理論和應用力學組常務副組長，為我國工程力學學科的發(fā)展作出努力和貢獻。

1980年到1987年，他連任兩屆 國務院學位委員會委員和力學學科組組長。1987－1990年又擔任國家教委科學技術委員會主任。

1994年，中國工程院建立，他又被選為首批 中國工程院院士。

他于1941年與留學德國的 陸士嘉（著名流體力學專家、航空學家）女士結為伉儷。

他在彈塑性力學、板殼理論及結構工程特別是圓環(huán)殼、彎管的強度、屈曲、振動及其工程應用、核電站管道系統(tǒng)、快中子增殖堆主鈉池的結構完整性與安全評價等方面造詣極深。

他創(chuàng)造性地運用解析法、半解析數(shù)值法、數(shù)值計算、力學試驗等方法對具有較強工程背景的結構進行強度、穩(wěn)定性分析。

從事“美國及歐洲主要高級的高等工程教育發(fā)展史”的研究以及“殼體文獻數(shù)據(jù)庫”的整理工作。

曾獲國家教委科技進步一等獎、國家教委科技進步三等獎、聯(lián)邦德國 洪堡基金會洪堡獎章、大十字勛章、中國工程院科學技術獎等。發(fā)表論文50余篇，著作譯著多部。

設計紀念碑

在 西南交通大學九里校區(qū)鏡湖賓館左側，有一個“思源”紀念碑，這是西南交通大學北京校友會于1996 年，為祝賀學校百年校慶設立的。這個紀念碑是由張維設計的，花崗巖石碑正面和右側打磨得規(guī)整而光滑，石頭的背面只有一部分稍加雕琢，左側部分則呈現(xiàn)這塊花崗石的原始粗糙狀態(tài)。這體現(xiàn)了他對交大的育人思想的體會，既要對學生立規(guī)矩，成方圓，對學生要按標準嚴格要求，打磨成器，又不要抹煞學生的個性，鼓勵學生創(chuàng)造性的發(fā)展。

2013年12月18日上午，時值中國科學院院士、中國工程院院士、我校著名校友張維誕辰100周年之際，在犀浦校區(qū)1號教學樓側，張維院士紀念雕塑正式揭幕落成。出席儀式的有張維院士之子張克澄及其夫人， 清華大學原副校長岑章志， 西南交通大學黨委書記顧利亞、副校長蒲云，土木工程學院黨委書記錢永久，雕像設計者、藝術與傳播學院教授徐伯初等。