10歲時輟學(xué)在家，跟隨叔父到處宣傳革命，1928年4月，他任區(qū)兒童大隊長，11月加入共產(chǎn)主義青年團(tuán)，改為為張赤民，并任光山縣兒童團(tuán)總隊長。1929年冬，他出席鄂豫邊區(qū)共青團(tuán)代表大會和工農(nóng)兵代表大會。1931年5月，張池明調(diào)少共鄂豫皖分局工作，同年12月兒童團(tuán)第一次代表大會召開，張池明當(dāng)選為常委兼秘書長。紅四方面軍第四次反“圍剿”失利后向川陜轉(zhuǎn)移，張池明留任獨立十三團(tuán)少共團(tuán)書記，開始了他的戎馬生涯。是年，他剛滿15歲。1932年11月，重建紅二十五軍后，張池明被編入七十三師。后省委部分領(lǐng)導(dǎo)開始在軍隊中進(jìn)行“肅反”，張池明被誣為“AB團(tuán)”的頭頭，在押往刑場時被軍長吳煥先救下，留在軍部擔(dān)任秘書。同年11月，紅二十五軍開始長征，他沿途書寫標(biāo)語、找向?qū)�、繪地圖，工作做得十分出色。1935年轉(zhuǎn)入中國共產(chǎn)黨。1935年11月，中央紅軍長征到達(dá)陜北。徐海東在向毛澤東匯報戰(zhàn)況時，毛澤東要查看地圖，張池明立即送去一張軍用地圖，受到主席的表揚。其后，他任紅十五軍團(tuán)作戰(zhàn)科科長。不久，入抗大學(xué)習(xí)。

抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)后，張池明任八路軍一一五師三四四旅作戰(zhàn)科科長，參加了平型關(guān)戰(zhàn)役。1938年2月，三四四旅配合一二九師粉碎了日軍“九路圍攻”。后他任六八八團(tuán)參謀長。為開展游擊戰(zhàn)爭，他率第一營在山東荷澤、曹縣一帶抗擊日寇。他將地方的一些游擊支隊合編為旅挺進(jìn)縱隊，并出任政治部主任。不久，縱隊改為特務(wù)團(tuán)。1939年春，張池明調(diào)任冀魯豫支隊游擊第二大隊政治部主任，1940年2月，任六八七團(tuán)政委。7月，他率部挺進(jìn)蘇北，開辟蘇北抗日根據(jù)地。皖南事變后，張池明被編入新四軍四師八旅二十二團(tuán)。不久，他任八旅政治部主任兼鹽阜軍分區(qū)政治部主任。他參加了皖東北、蘇北的反掃蕩、反蠶食、反頑軍斗爭。1943年9月他到達(dá)延安進(jìn)入中央黨校學(xué)習(xí)，更名為張池明。1945年4月參加中國共產(chǎn)黨第七次代表大會。

解放戰(zhàn)爭初期，張池明從延安進(jìn)入東北，任松江軍區(qū)政治部主任。1946年4月，任哈爾濱衛(wèi)戍區(qū)副政委。7月，任哈東地委書記兼軍分區(qū)政委。后調(diào)任東北民主聯(lián)軍獨立二師政委，參加了“三下江南”作戰(zhàn)，共殲敵4萬余人。1947年5月，調(diào)任東野六縱十六師政委，8月，任六縱政治部主任。率部南下參加了平津戰(zhàn)役、渡江戰(zhàn)役、湘贛戰(zhàn)役、廣西戰(zhàn)役。后任四十三軍政委。1950年2月，他指揮海南戰(zhàn)役，殲敵3.3萬人。

中華人民共和國成立后，任中南軍區(qū)后勤部政治委員，部長兼政治委員。1955年初調(diào)任中國人民解放軍總后勤部參謀長。1955年10月調(diào)任后勤學(xué)院副院長。1962年任總后勤部副部長兼后勤學(xué)院院長，他分管作戰(zhàn)勤務(wù)和援外工作。1965年3月，張池明率一批同志對后勤部的后方基地進(jìn)行了一個多月的考察、摸底，從河南省經(jīng)川、陜到成都、昆明，又從湘、鄂到兩廣，走遍了大半個中國，為我軍后勤工作的合理化、科學(xué)化制定了更科學(xué)的工作方案。1967年7月，張池明出任總后勤部政委、黨委第二書記。同年10月，他受到“文化大革命”的沖擊，被抓到萬人大會上批斗。1969年4月，出席了黨的第九次全國代表大會，當(dāng)選為第九屆中央委員和中央軍事委員會成員。1975年，調(diào)任中國人民解放軍炮兵政治委員。

1955年9月，張池明被授予中將軍銜，榮獲二級八一勛章、二級獨立自由勛章、一級解放勛章。他是當(dāng)時最年輕的中將，年僅38歲。1969年4月，張池明出席了黨的第九次全國代表大會，當(dāng)選為中央委員會委員和中央軍事委員會委員。1988年獲二級紅星功勛榮譽(yù)章。中共第九、十屆中央委員。

1997年6月，張池明因病住院，住院期間，得到原中央政治局常委、軍委副主席劉華清等黨和軍隊領(lǐng)導(dǎo)人的關(guān)心和照顧。

1997年11月8日病逝于北京，骨灰安葬在鄂豫皖蘇區(qū)首府烈士陵園。