1901年出生于湖北省武昌縣。系清云貴總督張凱嵩之后裔。幼讀家塾，習(xí)經(jīng)史。

1913年春入武昌文華中學(xué)。1915年夏考入北京清華學(xué)校，與梁實秋、顧一樵、李迪俊、霍毅夫等組織小說研究社，翻譯英、美短篇小說。

1922年暑假期間，應(yīng)商務(wù)印書館之邀，參加翻譯《智識叢書》。

1923年清華學(xué)校畢業(yè)后，赴美國留學(xué)，入密蘇里州立大學(xué)習(xí)社會學(xué)。1924年秩轉(zhuǎn)入密西根大學(xué)政治系攻歷史和政治學(xué)。1925年畢業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位。旋轉(zhuǎn)入哈佛大學(xué)，專修國際法及政治學(xué)。

1927年夏獲碩士學(xué)位，是年秋入約翰霍布金斯大學(xué)，從事研究“遠(yuǎn)東國際關(guān)系”。

1928年以《英日同盟》論文獲博士學(xué)位，被選入布魯斯研究院初級研究員。時國民政府外交部長伍朝樞赴美，特延其為中國駐美國公使館秘書。

1929年回國，任沈陽東北大學(xué)政治系教授。次年任天津南開大學(xué)政治系教授，1931年轉(zhuǎn)任北京大學(xué)法學(xué)院政治系教授，后被選任為政治系基金講座教授。編著《歐洲外交史》（1815年至第一次世界大戰(zhàn)）及《中華民國外交史》(1911-1922年）上卷。同時擔(dān)任《外交月報》總編輯。

1936年夏作為中國代表出席在美國召開的太平洋學(xué)會年會。在美期間，為編著《中華民國外交史》下卷，收集資料。1937年回國。

“七七”事變后，奉命與胡適、錢端升赴美進行國民外交工作。次年回國匯報美國對華抗戰(zhàn)態(tài)度。旋任軍事委員會參事室參事。

1938年6月，任第一屆國民參政會參政員。

1941年兼任外交部參事、外交部美洲司司長。1944年被派為出席“頓巴頓橡園會議”中國代表團成員，任小組會議代表，參加討論并草擬聯(lián)合國章程。

1945年初奉派充任出席美國舊金山聯(lián)合國大會中國代表團專門委員，并參與編纂大會報告。

1946年10月，應(yīng)中國出席聯(lián)合國大會首席代表郭泰祺之約，赴美任代表團顧問。曾任代表團辦事處主任數(shù)月。

1949 年解職，留居美國，經(jīng)商數(shù)年。后移居香港。1977年2月20日病逝于美國。

張忠紱著述宏富，除《歐洲外交史》、《中華民國外交史》上卷已出版外，還有《中華民國外交史》下卷、自傳體回憶錄《迷惘集》、詩詞集《倚竹吟》等遺稿。先后主辦過《中央日報》、《新聞報》等。