12歲跟二舅父隨讀于柳氏私塾，與柳亞子同窗，極為投契。17歲中秀才。19歲考入上海震旦學院預科，學習法文。假期回鄉(xiāng)，印發(fā)《嘉善月刊》，鼓吹革命。與鄉(xiāng)里進步青年集會演說，搗毀神像，破除迷信，名震全縣。清宣統(tǒng)元年(1909)，任教于上海徐匯公學，因剪去發(fā)辮而驚動校方，去職。在故鄉(xiāng)任教于典業(yè)、明新、女子高等小學。次年，任女子高等小學校長，創(chuàng)辦嘉善第一張報紙《善報》，宣傳民主思想，抨擊社會弊端，被當政者及豪紳們視為異端。三年，武昌起義成功，遂從戎上海李燮和部。在中國公學晤章太炎等人，入光復會。隨王金發(fā)隊伍出征，因母病被召回。受光復會指派，和葛敬恩等與嘉善知縣袁慶萱談判，使之接受共和。是日，天方將書有“光復”兩字的白旗，插上東城門，并四處張貼標語，宣告嘉善光復。后仍任教職。

1914年，《善報》因抨擊縣知事祝紹箕及劣紳們的不法行為而遭禁辦；天方被通緝，只身避居上海。

1917年，就聘于浙江第一師范學校任教。在此期間，寫了許多新詩。浙江省教育廳長馬敘倫賞識其才華，批準公費留學法國。

1922年，入巴黎大學研究院。

1924年，獲博士學位。出版法文譯作《孔雀東南飛》、《中國詩壇近況》及《甲骨刻辭考異補釋》。

1925年，經蘇聯(lián)回國。次年，就任國立暨南大學教授兼中學部主任。后歷任暨南大學教務長、社會歷史系主任、文學院代院長兼圖書館館長。

1933年，在上海內山書店結識魯迅，兩次陪同魯迅到暨南大學秋野文藝社講學。因反對征收教授所得稅及支持兒子張鼎參加革命，被藍衣社列入黑名單，于1936年被迫離職。

1939年，任天目書院院長。教學之余，廣泛搜集民間醫(yī)藥秘方；對天目山區(qū)進行考古考察；為抗日陣亡將士撰寫祭文及墓志銘；組織天目印社；主編《文史半月刊》，編成《天目詩集》；主辦文物展覽室等；在《天目人報》等報刊上發(fā)表詩歌和文章。

1941年8月3日，在退還家中寄來汪偽嘉善縣政府發(fā)的“良民證”時寫道：“吾受國家祿養(yǎng)三十年，為人民之望，為青年之師，豈可降身作奸賊，屈膝作順民!”表現(xiàn)了可敬的民族氣節(jié)。

1942年被推為浙江省臨時參議會參議員。抗戰(zhàn)勝利后，返回嘉善，為抗日陣亡將士紀念塔撰寫了《嘉善抗戰(zhàn)陣亡將士紀念碑銘》。后參加縣臨時參議會。不久，應聘去上海工業(yè)�？茖W校任教。

1949年上半年，因病辭職歸里。同年12月，在嘉善縣各界人民代表會議上被選為常務委員會委員，出任縣勞軍分會會長。

1951年，去省立嘉興圖書館幫助整理古籍。

1957年，應聘去浙江師范學院任研究班教師。翌年，師院改為杭州大學，繼續(xù)任教，還參加了當時成立的省考古學會，被選為常務委員。

1959年，因年老體衰而離職。

1960年，被省文史館聘為館員。在家研究古文字學；對中醫(yī)內病外治，進行探索和實踐；對《張鳳字典》進行了修訂和補充；又曾兩次向縣政府報告，愿將自己藏品捐獻給政府。一生著作頗多，對祖國文化事業(yè)作業(yè)貢獻，被列入《中國現(xiàn)代社會科學家傳略》。

1980年，其女秉承父親遺愿，將一批家藏文物書籍獻給浙江圖書館、省博物館和縣文化館。