字长孺，号啸圃，常州人。生于官宦家庭。25岁考中进士，授翰林院庶吉士，任户部主事。他治学严谨，博览群书，尤好欧美译著，“深窥新理及中西学术、治术源流异同之旨”，主张“废科举，兴学堂”。提倡科学文化。所言“变法改革”之主张被管学大臣张百熙评为“博大宏深，开拓万古心胸，推倒一世豪杰”。清光绪二十七年(1901)被张聘任称京师大学堂总教习。期间为普及我国的新式教育，曾拟订《学务纲要》等20个系统规则，通称“奏定学堂章程”，由张之洞、张百熙等于光绪二十九年呈奏清廷颁布。他在提倡新学的同时，还主张对文字进行改革。认为中国的文字存在“字义难识”、“律例不一”、“宗派繁多”三大难于推广的障碍。改革的办法“字义”上要避繁趋简，改变过去以“义”辨字为以“音”识字，效法“欧美非澳”国家推行的拼音法。强调语言与文字表述上的统一，做到“能语言之人，即能文字之人”。“律例”上主张全国应统一语法，不能因地而异，各自为主，使初学者无所遵循。至于“宗派繁多”的问题，应规定统一格式，奏疏用“立言之体”，书牍以“运典为工”。是年，他被调到湖南，历任督粮道、按察使等。其时湖南巡抚赵尔巽、湖广总督端方根据清廷颁布的学堂章程，正计划大兴学堂，于是他成为办学的左右手。一时湘省在他的规划布置下，先后兴建多所学堂。同年政府与列强签订粤汉铁路借款合同，他公开呼吁“废约保路”，支持了人民收回主权而兴起的路潮运动。

　　光绪三十二年4月调到奉天任提学使。其时奉天自光绪三十年发生日俄战争以来，满目疮痍，一片荒凉景象，加上东北地处边塞，交通不便，文化落后，尽管科举已废，但新式学校极少。张认识到要兴办教育，需培养师资力量。于是，他在省城设立学务公所，创办师范简易学堂、师范简易科、师范专习所和体操专修科。到关内聘请有教育经验的学者到奉天讲学，为东北培训了一批师资队伍。接着，陆续办起格致测算专修科、实验学堂、省立中学堂，从日人手中接办商业学堂，对维城小学、蒙文学堂及简陋的城乡小学加以修缮，添建校舍，购置教学设施、文具用品，使这些学校初具规模。他还在奉天成立省教育会并督促各县成立劝学所，鼓励私人捐款办学。通过他的大力提倡，奉天省属各府、厅、州、县相继兴起办学热潮，据光绪三十四年调查，全省学堂增达2122所，在校学生达8.5万余人。在短短的几年中，他在奉天振兴教育，其速度与长江流域的省市不相上下。他不仅重视教育的普及，还强调教学质量。当时所办师范简易科学生成绩，经清廷学部考试验收，颇佳，获嘉奖传示全国，曾有“非提学使之力，何以至此”的赞誉。

　　他还关心图书事业。光绪末年在奉天小南门外宗人府胡同创办最早的省城图书馆(今沈阳图书馆)，派人到关内购置大量官私刻本和西洋科学书籍，供人借阅。随后向总督申请，拨巨款在大南门文庙附近新筑图书馆。

　　张鹤龄为了振兴教育事业，不辞辛劳，对各项学务可说无不躬亲过问，如课程的编配、学堂规章的审订，都精心规划。这时，他已积劳成疾，仍带病召集各处办学绅董，商量筹办校务计划，不断批览视学报告，提出应建、应革事宜。不久，病逝。东三省总督徐世昌有“天下言学使皆曰张公”的赞誉。