道光十七年（1837年）9月，张之洞出生于兴义府官舍，是张锳的第四个儿子。张之洞幼年禀赋聪慧。五岁入家塾，张之洞从小读书用功，才思敏捷，受过严格的儒家思想的教育熏陶。他先后从好几位老师就学，其中丁诵先、韩超两位老师给他的影响较大。丁诵先是道光十八年（1838年）进士，翰林院侍读。韩超累官至贵州巡抚。13岁以前，已学完四书五经等儒家经典，兼习史学、小学（文字学）、文学及经济之学，又自学了《孙子兵法》、《六韬》等多篇兵学名著，打下日后从政和治学的初步基础，并在12岁那年刊刻了名为《天香阁十二龄草》的诗文集。少年张之洞有夜读静思的习惯，“尝篝灯思索，每至夜分，必得其解乃已”。他回忆说：“后服官治文书往往达旦，乃幼时好夜坐读书故。”这种夜间工作的习惯，曾被人指为“兴居无节”，影响了会见僚属。
道光三十年（1850年），不满14岁的张之洞回原籍南皮应县试，得中第一名秀才，进入县学。两年后，又以顺天府乡试第一名中举，取得参加会试得中进士的资格。以当时张之洞的学养实力，他应当能够一气呵成，早日金榜题名，进士及第，但他直到27岁那年才得中进士。这十一年中，他前几年的时间耗在帮父亲办理军务，应付贵州苗民起义，以及结婚生子，为父亲治丧守制，自然无暇无心于应试。到23岁那年将应会试，因族兄张之万为同考官，循例回避。第二年应恩科会试，因为同样的原因，又没有考成。
同治二年（1863年），他如愿以偿，得中第三名进士及第，进入翰林院，被授予七品衔编修，正式步入仕途，成为官僚阶层中的一员。同治三年（1864年）参加会试、殿试，中一甲第三名，授翰林院编修。
同治五年（1866年），大考二等。以后，他曾担任浙江乡试副考官、湖北学政、四川乡试副考官、四川学政职务。张之洞任湖北学政时，整顿学风，建立经心书院，提拔奖励有真才实学的人，颇得众望。他任四川学政时，与四川总督吴棠一起在成都建立尊经书院，延请名儒，分科讲授，仿照阮元杭州诂经精舍、广州学海堂的例规，手订条教，并撰写《輶轩语》、《书目答问》两本书，以教导士子应读什么书，应怎样做学问以及修养品德等。
主词条：晚清清流派
光绪二年（1876年），张之洞任文渊阁校理。光绪五年（1879年），张之洞补国子监司业，补授詹事府左春坊中允，转司经局洗马。同年，清廷因俄国侵占新疆伊犁，派左都御史完颜崇厚赴俄国交涉索还伊犁。崇厚昏庸无知，与俄国签定了丧权辱国的《里瓦几亚条约》。这一条约名义上收回伊犁，但西境、南境被沙俄宰割，伊犁处于俄国包围的危险境地。消息传来，舆论大哗。群臣上疏，张之洞上《熟权俄约利害折》、《筹议交涉伊犁事宜折》，分析俄约有十不可许，坚持必改此议，宜修武备，缓立约，并要求治崇厚罪。上折之后被慈禧、慈安太后召见，特许其随时赴总理衙门以备咨询。他同张佩纶、陈宝琛共同起草奏折19件，提出了筹兵筹饷、筹防边备的积极建议。当时，张之洞、宝廷、张佩纶、黄体芳称翰林四谏，号为清流派。他们拥戴军机大臣、大学士李鸿藻为领袖，而实际上张之洞是清流派的首领。在中俄交涉事件中，张之洞的政治声望提高了，并且得到了慈禧太后的赏识。光绪六年（1880年）授翰林院侍读，历迁左春坊左庶子、日讲起居注官。次年擢内阁学士。又任山西巡抚。
光绪七年至十年（1881至1884年）间，张之洞任山西巡抚。当时，山西吏治腐败，人民生活困苦，鸦片流毒严重。张之洞给友人书云：“山西官场乱极，见闻陋极，文案武案两等人才乏极，吏事民事兵事应急办之事多极。竟非清净无为之地也。”“晋患不在灾而在烟。有嗜好者四乡十人而六，城市十人而，吏役兵三种几乎十人而十矣。人人枯瘠，家家晏起。堂堂晋阳，一派阴惨败落景象，有如鬼国，何论振作有为，循此不已，殆将不可国矣，如何如何。”张之洞注意整顿吏治，一上任便勤考吏属，振作革弊，劾罢贪纵害民的县官，奖励好的官吏，严禁鸦片，胪举人才，编练军队，清查仓库。山西的铁运销奉天、上海等地，陆运成本很高，他改由天津出海，海运降低运费，又在产地筹办冶炼局。他创办令德堂，也是仿照阮元诂经精舍、学海堂的例规，聘请王轩为主讲，杨深秀为襄校兼监院。杨深秀后来成为戊戌六君子之一。
主词条：中法战争、镇南关大捷
英国传教士李提摩太在山西传教，刊行《救时要务》等小册子，并举办仪器、车床、缝纫机、单车的展览和操作表演。张之洞会见了李提摩太，读了他的书，受其影响，拟筹建洋务局，未及实现。
光绪九年（1883年）中法战争爆发，因力主抗争任两广总督。光绪十年（1884年），法国在越南猖獗，边疆告急。张之洞上疏建议战守，请严督滇、桂之战，急修津广之防。四月，清廷召张之洞、封勇晋京。张之洞上陈抗法之事，多所谋划。
张之洞到达
广州后，便加强防务，饬沿海督抚，严密防守。六月，法国侵略军占中国台湾基隆，张之洞奏请饬吏部主事唐景崧，往会刘永福，合击法军。他认为：“援台惟有急越，请争越以振全局。又言牵敌以战越为上策，图越以用刘为实济。”清廷采纳张之洞的建议，加刘永福为提督记名。刘永福率领黑旗军骁勇善战，屡创法军。但由于广西布政使徐延旭、云南布政使唐烱所率军队在抗法战争中配合不力，打了败仗，唐烱军逃走，使黑旗军寡不敌众而遭到失败。唐、徐被撤职查办，张之洞因荐徐延旭不当而交部察议。
光绪十一年（1885年）正月，法军侵占中越边境重镇镇南关（今友谊关），形势危急。张之洞奏请调前任广西提督冯子材、总兵王孝祺等援桂，驻镇南关。70岁的老将冯子材率军，奋力殊死抵抗，大败法军，扭转了整个战局。法国茹费理内阁因此倒台。但是清廷却决意乘胜求和，命令前线各军停战撤兵。前线将士闻讯，“皆扼腕愤痛”。张之洞接连电奏缓期撤兵，竟遭李鸿章传旨斥责。
主词条：洋务运动、湖北织布局
光绪十二年（1886年），张之洞在广州创办广雅书局和广雅书院。广东原有端溪书院，在肇庆，他聘请梁鼎芬主持端溪书院，后来梁鼎芬率师生来到广雅书院。张之洞又聘朱一新到广雅书院主讲。当时梁鼎芬因弹劾李鸿章主和而获罪，朱一新因弹劾太监李莲英而降职。张之洞抵住非议，继续延聘他们。
光绪十五年（1889年），张之洞上奏朝廷，建议修筑一条芦汉铁路，自芦沟桥至汉口，以贯通南北。他认为铁路之利，以通土货厚民生为最大，征兵、转饷次之。他提出芦汉铁路是“干路之枢纽，枝路之始基，而中国大利之萃也”。朝廷准奏，计划北段由直隶总督主持，南段由湖广总督主持，南北分段修筑。于是，清廷调张之洞任湖广总督。八月，调署湖广总督，并多次署理两江总督。在这个历史进程中，在张之洞本人的具体策划和亲自指导下，湖北地区先后成立了自强学堂（今武汉大学前身）、武备学堂、农务学堂（今华中农业大学前身）。武汉科技大学的前身—湖北工艺学堂也是在这个历史时期在张之洞的策划和指导下诞生的。不仅是湖北地区，张之洞任两江总督时在南京创立三江师范学堂（今南京大学前身）。同年冬，张之洞到了湖北。首先是筹建汉阳铁厂。张之洞办企业，也曾闹过一些笑话。他电驻英公使薛福成购炼钢厂机炉，英国梯赛特工厂厂主回答说：“欲办钢厂，必先将所有之铁、石、煤、焦寄厂化验，然后知煤铁之质地如何，可以炼何种之钢，即以何样之炉，差之毫厘，谬以千里，未可冒昧从事。”张之洞大言曰：“以中国之大，何所不有，岂必先觅煤铁而后购机炉？但照英国所用者购办一分可耳。”英国厂主只得从命。结果，机炉设在汉阳，铁用大冶的，煤用马鞍山的。马鞍山的煤，灰矿并重，不能炼焦，不得已只好从德国购焦炭数千吨。光绪十六年至二十二年（1890—1896年），耗资560万两，还没有炼成钢。后改用江西萍乡的煤，制成的钢太脆易裂。张之洞才知道他所购的机炉采用酸性配置，不能去磷，钢含磷太多，便易脆裂。于是又向日本借款300万元，将原来的机炉改用碱性配置的机炉，才制出优质的马丁钢。
汉阳铁厂是一个钢铁联合企业，光绪十九年（1893年）建成，包括炼钢厂、炼铁厂、铸铁厂大小工厂10个、炼炉2座，工人3000，采煤工人1000。这是近代中国第一个大规模的资本主义机器生产的钢铁工业，而且在亚洲也是首创的最大的钢铁厂，日本的钢厂建设还比这晚几年。
张之洞还办了湖北织布局。光绪十八年（1892年）在武昌开车，纱锭3万枚，布机1000张，工人2000。织布局是盈利的。但是张之洞却将织布局的盈利去弥补铁厂、枪炮厂的亏损，使织布局一直处在高利贷的压迫下，无从发展。张之洞看到棉纱销路很广，便决定开设两个纱厂。他致电驻英国公使薛福成向英商订购机器。光绪二十三年（1897年）建成北厂，纱锭5万多枚，为湖北纺纱局。南厂一直没有建成，机器停放在上海码头任凭风吹雨打，后来张謇领去办了南通大生纱厂。湖北纺纱局、织布局、缫丝局、制麻局到了光绪二十八年（1902年）转租给广东资本家组织的应昌公司承办。
张之洞到了湖北，其中光绪二十年（1894年）调署两江总督，任期一年多。他十分重视湖北、江苏的教育，创办和整顿了许多书院和学堂。在湖北，有两湖书院、经心书院，又设立农务学堂、工艺学堂、武备自强学堂、商务学堂等；在南京，设储才学堂、铁路学堂、陆军学堂、水师学堂等。他派遣留学生到日本留学。在学堂、书院的学习科目方面，他针对社会需要有所改革，添增了一些新的学科。他也注意训练军队，在两江总督任职期内，曾编练过江南自强军，人数1万，地点在徐州，军官全部用德国人担任，采用西法操练。光绪二十二年（1896年），他回任湖广总督，将自强军交给两江总督刘坤一。
光绪二十年（1894年）8月1日，中日宣战后，张之洞曾奏请派马队“驰赴天津，听候调遣”，并想以“外洋为助”。他鉴于“倭势日强，必将深入”，建议“慎固津沽及盛京”。10月26日致电李鸿章，提出“购兵船、借洋款、结强援”三项主张。10月底，日军强渡鸭绿江后，辽沈危急，张之洞再提出“购快船、购军火、借洋款、结强援、明赏罚”五事。11月2日，调署两江总督。11月7日，他在致李鸿章电中指出“无论或战或和，总非有船不行”。11月下旬，日军围困旅顺，张之洞先后致电李鸿章、李秉衡，要求急救旅顺，均无效。
光绪二十一年（1895年）初，日军进犯山东半岛，张之洞给山东巡抚李秉衡发急电，建议李“责成地方官多募民夫，迅速星夜多开壕堑，于要路多埋火药，作地雷”，以阻止日军进犯。并表示拟拨枪支弹药支援山东守军。在丁汝昌自杀殉国后，他曾建议将驻扎台湾的刘永福调来山东抗日，保卫烟台。当张之洞得悉清廷有割台海于日之说，于2月28日致电朝廷，沥陈利害，极力反对割台。并提出保台的“权宜救急之法”有二：一、向英国借巨款，“以台湾作保”，英必以军舰保卫台湾；二、除借巨款外，“许英在台湾开矿一、二十年”，对英有大益，必肯保台。3月29日，张之洞致电唐景崧，一方面鼓励御倭；一方面建议起用百战之将刘永福，同时致电刘永福，建议他“忍小任大，和衷共济，建立奇功”。
《马关条约》签订后，张之洞于4月26日向清廷上奏，提出废约办法“惟有乞援强国一策”。5月20日，清廷谕令唐景崧“着即开缺，来京陛见。其台省大小文武各员，并著唐景崧令陆续内渡”。张之洞认为“此时为台之计，只有凭台民为战守，早遣无用客勇，以免耗饷，禁运银钱内渡，以充军实”。24日，张之洞从唐景崧来电中得悉“日内台民即立为民主国”之事，27日上奏，认为台湾“现自改为民主之国，以后筹械等事，自未便再为接济，以免枝节”。6月3日，日军攻陷基隆港。5日，张之洞仍致电唐景崧，希望他激励士勇民众坚守台北府，并鼓励唐“自率大支亲兵，获饷械，择便利驻扎，或战、或攻、或守，相机因应，务取活便，方能得势。”可是唐景崧辜负了台湾人民的期望，7日乘船退回厦门。最后只剩刘永福在台湾领导军民坚持抵抗日本侵略军。但是“饷械奇绌”，多次向张之洞求援，张之洞虽有饷械，却不敢接济，10月19日，刘永福战败，退归厦门。
中日甲午战争期间，张之洞调署两江总督，虽然也筹饷筹军械，但他练的军队没有发挥什么实际作用。朝廷旨调4艘兵舰，他致李鸿章电说：“旨调南洋兵轮四艘，查此四轮既系木壳，且管带皆不得力，炮手水勇皆不精练，毫无用处，不过徒供一击，全归糜烂而已。甚至故意凿沉、搁浅皆难预料。”甲午战争失败后，张之洞上《吁请修备储才折》，希望朝廷总结失败教训，变法图治。由于他慷慨激昂讨论国家振作，主张反抗侵略，又办洋务企业，因此维新派首领康有为在《公车上书》中称张之洞“有天下之望”，对这位封疆大吏抱有很大的希望和崇敬。康有为组织强学会，张之洞表示赞助和同情，捐5000两以充会费。帝师翁同龢也加入了强学会，当时有“内有常熟（翁同龢），外有南皮（张之洞）”之称，翁、张成了强学会的两大支柱。
光绪二十一年（1895年）11月，康有为南下到了南京，去拜谒张之洞，受到张之洞的热情欢迎和接待。康有为准备在上海设强学会，推张之洞为会长，并代张之洞起草《上海强学会序》。张之洞当时答应了。后来上海强学会成立时，请他列名，张复电说：“群才荟集，不烦我，请除名，捐费必寄。”他以会外赞助人的身份，捐款500两，拨公款1000两，表示赞同。上海强学会成员中有汪康年、封勇、黄体芳、屠仁守、黄绍箕，都和张之洞关系相当密切。但是，后来他看到慈禧太后采取了行动，逼令光绪帝封闭了北京的强学会和《中外纪闻》，便借口康有为谈今文经学、主张孔子改制说和他平素的学术主旨不合，停止捐款。光绪二十二年到二十三年（1896—1897年），维新派在上海创刊《时务报》，梁启超主笔，汪康年为经理。张之洞以总督的名义，要湖北全省各州县购阅《时务报》，捐款千元，给予报纸以经济上的支持。后来，《时务报》发表了关于中国应争取民权的文章，使张之洞大不高兴。他授意屠仁守写了《辨辟韩书》，批判严复的《辟韩》一文，在《时务报》上发表。
陈宝箴任湖南
巡抚后，湖南掀起了维新运动。他在湖南的新政，包括办厂、改革教育等，得到张之洞赞同。在张之洞的影响下，陈宝箴也命令全省各州县书院的学子阅读《时务报》。湖南成立南学会，创办《湘学报》、《湘报》，张之洞利用政治力量，推销《湘学报》于湖北各州县。自第十册起，《湘学报》刊载了关于孔子改制和鼓吹民权思想的文章，这使张之洞大为不满。光绪二十四年闰三月，张之洞电陈宝箴说《湘学报》议论悖谬，饬局停发。他还告诫陈宝箴说，这件事“关系学术人心，远近传播，将为乱阶，必宜救正”。对湖南维新运动施加压力。
是年三月，张之洞刊行《劝学篇》。翰林院编修黄绍箕以《劝学篇》进呈。光绪帝发布上谕称是书：“持论平正通达，于学术人心大有裨益，著将所备副本四十部由军机处颁发各督抚学政各一部，俾得广为刊布，实力劝导，以重名教，而杜卮言。”《劝学篇》的出版，受到守旧派的赞扬，遭到维新派的严厉驳斥。顽固派苏舆所编《翼教丛编》，收入了《劝学篇》中的几篇文章，并赞叹说：“疆臣佼佼厥南皮，劝学数篇挽澜作柱。”章太炎则毫不客气地批评《劝学篇》上篇，“多效忠清室语”， 宣扬封建的忠君思想。维新派梁启超评论此书道：“挟朝廷之力以行之，不胫而遍于海内，何足道？不三十年将化为灰烬，为尘埃野马，其灰其尘，偶因风扬起，闻者犹将掩鼻而过之。”在戊戌变法运动中，张之洞和维新派有较多的联系。他自己也是相当活跃的人物。张之洞曾让陈宝箴推荐杨锐和刘光第。杨锐是张之洞的弟子和幕僚，到京后，与张之洞保持密切联系。后来杨锐、刘光第以四品卿衔任军机章京，参与要政。同月，张之洞奉调晋京，因湖北沙市发生焚烧洋房事件，中途折回。八月，在慈禧太后发动政变前夕，陈宝箴曾奏请光绪帝速调张之洞入京“赞助新政”，但未成。日本伊藤博文游历到北京，曾对总署说：“变法不从远大始，内乱外患将至，中国办事大臣，惟张香帅一人耳。”不久，慈禧太后发动戊戌政变，杀害了“六君子”，百日维新失败。张之洞急电挽救他的得意门生杨锐而不得。
主词条：义和团运动
光绪二十六年（1900年），中国北方掀起了义和团反帝爱国运动。一开始，张之洞便主张坚决镇压。他先后镇压了湖北天门县、荆州府等地的人民焚烧教堂、医院的行动，还会同沿江各省奏请力剿“邪匪”，严禁暴军，安慰使馆，致电各国道歉。英帝国主义为了保全长江流域一带的既得利益，便同张之洞、刘坤一等有实力的总督联络，签定了《东南互保章程》。条款规定，上海租界归各国共同保护，“长江及苏杭内地各国商民教士产业均归南洋大臣刘、两湖总宪允认切实保护”。两广总督李鸿章、闽浙总督许应骙、山东巡抚袁世凯都表示赞同，加入了“东南互保”的行列。
7月，张之洞在武汉逮捕并杀害了自立军首领唐才常等20余人。戊戌变法失败后，唐才常等人联络会党和清军部分官兵组织自立军，准备在安徽、湖北、湖南几省起义，建立君主立宪的“新自立国”，请光绪帝复辟。他们还想通过日本劝说张之洞，拥戴他建立“东南自立之国”。张之洞得知消息，并未立即表态。这时，英国也正在活动香港议政局议员何启等拉拢孙中山，准备在华南策动李鸿章“独立”。李鸿章也在观望。于是出现了这种错综复杂的政治局面。在自立军起事迫在眉睫，而慈禧太后也未失去对清廷中枢控制时，张之洞动手捕杀了唐才常等人。
张之洞剿灭了自立军后，发现参加上海张园国会的有许多著名士绅、学者以及留学生。于是他起草了一份《劝戒上海国会及出洋留学生文》，文中列举了自立军是康党的罪状，劝戒国会中的士绅、学者以及留日学生，以分化瓦解革命队伍。留日学生看了大为气愤，他们公推沈翔云写了《复张之洞》一信进行批驳。沈翔云在信中以大量篇幅说明西方资本主义国家的民主是普遍流行的公理，并不能称为康、梁邪说；揭露张之洞说：“公之定此狱也，一则曰领事恨之，再则曰教士恨之，三则曰洋官、西士无不恨之，公以为领事、教士、洋官、西士，其为中国乎？其为彼国乎？何大惑不解为是也。”据说张之洞看了这信十分窘迫，便指使两湖、经心、江汉三书院的学生撰写驳文，抵挡一阵才算了事。
清廷眼看资产阶级革命派势力愈来愈大，为了维护其统治，拉拢资产阶级，欺骗全国人民，便声称“预备立宪”。光绪三十一年（1905年）派出五大臣出洋考察各国宪政。第二年宣布官制改革，编纂宪法大纲。对于“预备立宪”，一开始，张之洞听到一些风声，感到惊讶，等到五大臣回国到上海，征求他意见时，他回电说：“立宪事关重大，如将来奉旨命各省议奏，自当竭其管蠡之知，详晰上陈，此时实不敢妄参末议。”态度暧昧。他对外官改制更持反对态度，认为“若果行之，天下立时大乱”，还说：“事关二百余年典章，二十一省治理，岂可不详慎参酌，何以急不能待，必欲草草尔定案耶？”清廷通过官制改革，欲加强皇权，削弱地方官吏的权力，便把当时地方督抚中权力最大的袁世凯和张之洞调到北京。
光绪三十四年（1908年）10月，光绪帝、慈禧太后相继死去，溥仪继位，改年号宣统。醇亲王载沣以摄政王监国，满族亲贵乘机集权，排斥汉官。袁世凯是当时权势显赫的汉族大官僚，加上戊戌变法时出卖光绪帝，为载沣等皇族亲贵所忌恨。于是，载沣等密谋杀袁。对此，张之洞表示反对，认为“主少国疑，不可轻于诛戮大臣”。
宣统元年（1909年）正月，清廷以袁世凯患“足疾”为名，让他回河南养疴。六月，张之洞病重。8月21日（七月初六日），奏请开去各项差额，摄政王载沣亲临探视。当临终的时候，末帝溥仪的生父、时任摄政王的载沣虽然与之政见不合，但也是亲临床榻看望之。张之洞毕竟是四朝老臣，临死之时还是念念不忘天下安危，提出要善抚民众。摄政王载沣扬扬得意道：“不怕，有兵在。”张之洞从此再无一语有关国计民生的大计献于摄政王大人之前。当天，张之洞在哀叹“国运尽矣”声中去世。清廷谥以“文襄”。
张之洞精通儒学和经学，主张“通经致用”和“经世致用”。24岁那年，张之洞在一首叙辈诗中写道：“仁厚守家法，忠良报国恩，通经为世用，明道守儒珍”。这不仅表明了其“通经致用”思想的形成，也预报了他今后所要从事的事业。在出任封疆之前和之初，他振兴儒学的活动主要表现在以下几个方面：
（一）广设书院和义学，扩大儒学传习范围。任学官时，张之洞在湖北和四川分别设立了经心书院和尊经书院，从书院带“经”的名称上，其用心可见一斑。初任巡抚时，他更是大展宏图，提倡“减社钱以广义学”，“免差役以尊学校”，“清学田以复旧章”，“筹经费以修书院”等等。
（二）编纂《輶轩语》和《书目答问》二书，论学教士，培养儒学学术种子。这两本书均成于1875年，当时张之洞正在四川学政任内。在这两本书中，他阐述了“通经致用”的学术思想，为青年学子指点学术门径，充当“老师”，显示出为一般封建官僚和腐儒学究所难以企及的学术视野，成为晚清振兴和光大以儒学为核心的传统学术的有力工具。
（三）提倡并带头印刻学术书籍，为士人研习儒学提供方便。在《书目答问》中，张之洞曾专列“劝刻书说”，认为“刻书者传先哲之精蕴，启后学之困蒙，亦利济之先务，积善之雅谈也。”
张之洞喜欢研经，据他晚年自称：“生平于易、礼、春秋致力最深，欲乞身归里，著经说数种，而事与愿违，颇以为憾。”他认为，致用之道，学有多途，但必须首先“通经”，因为为学要“有本”。这“本”，“学人因谓之根柢”。“苟有其本，以为一切学术，沛然谁能御之，要其终也，归于有用。天下人材出于学，学不得不先求诸经……其势然，其序然也。”
张之洞对中国文化建设事业也有特殊贡献。任湖广总督时，先创建两湖书院，又在广东创办广雅书局并设立藏书楼。筹资兴建湖北省图书馆和湖南图书馆，并相继在光绪三十年（1904年）前后相继开放。又与端方等人筹办京师图书馆，他认为“图书馆为学术渊薮，京师尤系天下视听，规模必求宏远，搜罗必尽极详，庶足以供多士之研求”。亲自选定馆址，购江南著名藏书家归安姚氏、南陵徐氏藏书，并翰林院旧藏合为京师图书馆。请派编修缪荃孙任京师图书馆监督。并代为制定京师图书馆及各省图书馆章程，为国家图书馆建设贡献卓著。张之洞家藏古籍亦富，仅宋元之本有数十种，在京师时，每去琉璃厂，满载而归。藏书家傅增湘曾收藏有流散出来的旧藏。其书、文、函、牍、电稿等辑为《张文襄公全集》，共100余卷。
张之洞精通目录学。同治十三年（1874年）任四川学政时，写有《輶轩语》，专讲治学方法、科学时文和有关程式。光绪二年（1876年）写成《书目答问》，是一部列举了2200种书籍、以指示治学门径的书目。着重收录清代特别是乾嘉以来的学术著作，分经、史、子、集、丛书五部，每部之中又分若干类，类例不拘守于《四库总目》，阐述了读书研究、版本研究和目录学的关系，具有总结清代学术研究成绩的价值，丰富了古典目录学的内容。
张之洞工书，书法苏轼，深负盛名。其也擅“米体”，笔力遒劲，俊迈豪放，跌宕有致。张之洞曾向张佩纶私授“书诀”，称“即于两字求之，结体求丰，用笔求润”，自然丰润，笔意开展，便是他书体常见风格。
甲午战争后，张之洞逐步形成了一套比较系统的近代教育思想，并认识到建立新学制的重要性。担任湖广总督之后，张之洞在湖北大规模兴办新式教育——实业教育、师范教育和国民教育。这些新式教育活动使其教育强国的构想在推动中国教育近代化过程中起了重要作用。
第一，张之洞为配合振兴实业，在湖北发展实业教育。其中较有成效的是创办了农务学堂和工艺学堂，培养了一批新式农业和工业所需要的人才。在张之洞的经济近代化构想中，农业占有重要地位。为改良湖北农业，张决定创办农务学堂，培养农学方面的人才。农务学堂成为湖北实业教育中卓有成效的一所学堂，毕业后的学员也为湖北农业教育的推广起到了积极作用。
第二，兴办湖北工业。他认为，中国士人囿于传统观念不屑于学习“工艺”，而一般的工匠又没有文化知识，缺乏具有理科理论知识的人才，因此对生产中出现的问题不能探寻其原因；对于引进的机器，不能根据实际情况进行改造，这是中国人才匮乏，工业落后的重要原因。所以，要发展新式教育就要有两类人才——工程师和技师。光绪二十八年（1902年），张将工艺学堂改办于原江汉书院故址，打算办成一所高等学堂。后因调职交于程颂办，使工艺学堂教学取得一定成效，培养出的学生能够制造各种实用的新式机器。
第三，张之洞重视基础师范教育。他认识到发展教育在于普及国民教育，而教育的基础又在于普及小学。普及小学则需要大量合格的教员，这是发展小学的先决条件，查各国中小学教员都取材于师范学堂，故师范学堂为教育造端之地，关系至重。光绪二十八年（1902年），除选派两院学生赴日本专学师范外，张之洞又在武昌创办湖北师范学堂，专门培养中小学教师。光绪二十九年（1903年），出任两江总督的张之洞又奏请设立三江师范学堂，选派科举出身的中学教习50人，讲授修身、历史、地理、文学、算学及体操各科。中日教习也相互学习，就可以解决学堂的师资问题。在张之洞的倡导下，湖北的师范教育行政体系取得较大的发展，为推动湖北近代教育起了巨大作用，同时也为湖北的发展造就了大量人才。
督办铁路张之洞在湖广总督任上，十分重视兴建铁路，他认为：“铁路为自强第一要端，铁路不成，他端更无论矣。”“西洋富强，尤根于此。”他所建议并监修的芦汉铁路，自光绪二十四年兴建，到光绪三十一年三月完成，命名为京汉铁路。光绪三十一年（1905年）6月，张之洞又奉旨督办粤汉铁路。粤汉铁路的筑路权早在1898年就被美国所控制。光绪二十四年（1898年），美国合兴公司同清廷签订《粤汉铁路借款草合同》，控制了粤汉铁路的筑路权。光绪二十六年（1900年）又订立续约，规定借款为4000万美元，由合兴公司在5年内筑成，不得转让他国。但3年过去，到光绪二十九年铁路尚未动工。光绪三十年，合兴公司又将股票的三分之二卖给比利时的万国东方公司。湖南、湖北、广东三省人民获悉这个消息，非常愤怒，要求废除原订合同，收回路权自办。此时，张之洞奉旨督办粤汉铁路，经过与美国公司一年多的交涉，光绪三十一年（1905年）7月，他以675万两的高价赎回路权。随后，张之洞以高股筹集不易为由，于宣统元年（1909年）4月与德、英、法三国签订《湖广铁路借款合同》，借款550万英镑筹建粤汉铁路。这激起更大规模的反抗浪潮。
在督鄂17年间，张之洞力主广开新学、改革军政、振兴实业，由此湖北人才鼎盛、财赋称饶，成为当时中国后期洋务新政的中心地区。
张之洞作为洋务派的代表人物，主张学习西方法律，提出“中学为体，西学为用”的主张。他与刘坤一合上《采用西法十一条折》的具体措施。但是学习和采用西法要有前提，即“中学为体”，中法的根本原则不能动；“西学为用”，西法的基本原则不能学。早在清末修律正式开始之前，张之洞就主张“择西学之可以补我阙者用之，西政之可以起吾疾者取之”，他认为这样做是“有其益而无其害”。光绪二十七年五月，他与两江总督刘坤一联名上了三道《江楚会奏变法折》，提出了“恤刑狱”、“结民心”、改良法制的建议，并同袁世凯一起保举沈家本、伍廷芳为修律大臣。
张之洞在1901年（光绪二十七年）所奏的《整顿中法十二条折》中关于刑法改革的九条意见中，便参考了西法，提出了“重众证”、“改罚锾”、“教工艺”、改良监狱等具体改进方法。张之洞还十分重视西律中的“公法学”，这是在办洋务过程中与西方各国打交道时经常遇到的课题。对此，他提出两条建议：第一，参酌中外法律，制定“通商律例”，作为处理在华外国人案件的法律根据；第二，培养熟悉中外法律的人才，以适应这种需要。后来，张之洞还主张聘请各国律师，博采各国矿务律、铁路律、商务律、刑律等，为中国编撰简明矿律、路律、商律、交涉刑律，说制定此四律是“兴利之先资”，“防害之要”。
张之洞兴学育才思想及实践在中国近代教育史上占有十分重要的地位。张之洞提倡经世致用的“实学”，强调以通读史经为学习的主要内容。具体的举措主要是改革传统的教育机构，以湖北的经心书院和四川尊经书院为代表。清代的传统教育机构主要是学寓与书院，乾嘉以后，由于经费不足，教官失职，不少地方学寓逐渐停废，书院成为主要教育机构。但这些书院大多数只是考课，没有讲学色彩，与经世致用学问脱节。为此，张之洞开始重视引导书院讲求实学，于1869年在武昌三道街文昌阁设立经心书院，拔其优秀者，读书其中，所研习的多为经解、史论、诗赋、杂著等，标榜实学，注重经世致用。同治九年（1870年）学政任期已满，在卸任回京之际，得湖北士人好评，张之洞感慨赋诗：“人言为官乐，哪知为官苦。我年三十四，白发已可数。”同治十三年（1873年），张之洞又奉旨任四川乡试副主考宫，9月任四川学政。入川后他发现四川的科场作弊、世风日下现象严重，便采取措施，清除科场积弊，整顿士林风气。他认为“欲治川省之民，必先治川省之士”。
在继续主张改革传统教育的同时，张之洞开始认识到“西学”的重要性，并着手试办以“西学”为主的新式学堂，书院改革以两湖书院为代表，开办的新式学堂以工艺学堂、自强学堂为代表。
光绪十六年（1890年），张之洞在都司湖经心书院旧址，创办了两湖书院。书院学生定额240人，湖南、湖北各100人，特定商籍40人，开设“经学、史学、理学、文学四门”，宗旨是培养“出为名臣，处为名儒”之才。1896年，张改革两湖书院，仿照西洋学院，每日上堂讲课，教习按日检查学生的学习情况，课程则改为经学、史学、舆地与时务四门，同时设立院长，负责讲明经济。张之洞也比较重视对学生学习的管理和思想之控制。1902年，两湖书院改为两湖高等学堂，分科为八门，成为一所包括文、理、法三科的综合性高等学堂。学生则由原来的240名减至120名，初以两湖、经心、江汉三书院的优秀生升人高堂学习，入校者必先补普通学科一年，习专门学科三年，然后出西洋留学一年，共五年毕业。两湖书院从一个传统的书院演变成一所新式学院，又随着西学课程的增多而终成一新式学堂。张之洞在1898年将两湖书院、经心书院改为学堂时虽提出“两院分习之大旨，皆以中国（学）为体，西学为用，既免迂陋无用之讥，亦杜离经叛道之弊”。但学生真正感兴趣的却是“西学”课程，结果，一些学生却最终“离经叛道”，从事革命活动。
清廷上谕：①公忠体国，廉政无私。②提倡新政，利国便民。
晚清维新派代表人物谭嗣同说：“今之衮衮诸公，尤能力顾大局，不分畛域，又能通权达变，讲求实济者，要惟香帅一人。”
宣统元年（1909年），汉冶萍公司的经理叶景葵评论道：“假使张之洞创办之时，先遣人出洋详细考察，或者成功可以较速，糜费可以较省。然当时风气锢蔽，昏庸在朝，苟无张之洞卤莽为之，恐冶铁萍煤，至今尚蕴诸岩壑，亦未可知，甚矣功罪之难言也。”
《清史稿·张之洞传》：张之洞是个清官，且又“爱才好客”，做了数十年的封疆大吏，到死，“家不增一亩。”
《大公报》：当张相国之抱病也，有惟恐其死者，有惟恐其不死者。批评他：张相国一毫无宗旨，毫无政见，随波逐流，媚主以求荣之人也……相国之生平，恃以训勉全国者，惟在“忠君”二字。
