张履端自幼聪颖，早年得到督学南直隶的
熊廷弼的赏识。万历四十年（1612年）中举人，万历四十四年（1616年）成进士，授福建
晋江知县，任上主持县试时录取了
黄道周。不久
丁父忧，
终制后拜北直隶
束鹿知县，任上为避
滹沱河水患而改筑新城。
秩满后授兵部职方司主事，得到上司兵部尚书
王永光的器重。天启六年（1626年）五月，因
王恭厂灾变，他与同僚王升密议，借机上疏劝谏停止大兴土木与迫害
东林党人，由王永光以自己的名义代奏，不过
明熹宗不听。
魏忠贤派其侄
魏良卿去试探他，他却根本不理。八月，吏部准备将他调往江南司任郎中，熹宗不断不批准，还以他有“门户”（东林党）之嫌为由免其官。崇祯元年（1628年），铲除阉党的
崇祯帝拟起用他，但他却在这一年去世，时年四十三岁。