出身于名门望族，是张居正第十二代孙，年少时随父亲在安徽长大，十七岁时就读于芜湖中江书院。光绪二十八年（1902年），张国淦中举人，光绪三十年（1904年）选内阁中书。光绪三十二年（1906年），入选宪政编查馆馆员，赴黑龙江任抚院秘书官、调查局总办，调查局总办,宣统三年（1911年）2月，被东三省总督锡良任命为交涉局总办。6月，又回京出任财政局会办。武昌首义之后，袁世凯命张国淦以湖北代表身份，随唐绍仪参加南北议和。张国淦全程见证了辛亥年议和。
中华民国成立后，张国淦任北洋政府铨叙局局长、国务院秘书长。和同郷、副总统黎元洪交情深厚，与段祺瑞、徐世昌也是好友，袁世凯即皇帝即位前后，段祺瑞与之对立，张国淦曾从中调停。
袁世凯去世后，黎元洪、冯国璋、段祺瑞先后执政，张国淦历任任总统府秘书长、农商总长、司法总长、内务总长、教育总长、北京图书馆馆长等职。府院之争时，张国淦曾为维持府院关系而奔走调停。但在西原借款问题上，身为农商总长的张国淦不顾日本公使林权助和段祺瑞的威逼利诱，拒绝签字，从而失去了段祺瑞的信任。后来皖系军阀失势，张国淦再度被起用。
专心从事“中国古方志”
1926年北洋政府彻底垮台，张国淦五十岁，决定不再参与政治，寓居天津英租界小营门外。清末在黑龙江任职时，他曾编撰《黑龙江志略》，绘制《黑龙江全省舆图》，此时仍继续类似工作，经常一个人往返于天津、沈阳、旅顺之间，调查当地史志，专心从事“中国古方志”的收集、研究、整理。
张国淦藏书达十几万卷，将书斋命名为“无倦斋”，寓意分秒必争，毫不倦怠，每天读书著述常在十个小时以上，考证修订了全国各地的“地方志”近万种，虽然备尝艰辛，但是怡然自得。从秦汉方志到明清方志，他撰写了300万字文稿，其中，从秦汉至宋元的方志考订稿约70万字，成《中国古代方志考》，流传于世。
1937年卢沟桥事变后，伪华北临时政权成立，做过北洋政府高官的王克敏等汉奸，邀张国淦参加伪政权，遭到严辞拒绝。他担心日本人继续纠缠，决定迁居上海，行前委托天津航运公司董浩云，将家中百馀箱藏书通过海运到上海。
写藏书目
1952年6月，张国淦将所藏碑帖拓本3454张又35册，捐赠给上海合众图书馆。此时，中南图书馆（现湖北省图书馆）馆长方壮猷，向中南区军政委员会文化部请示，购入张国淦“无倦斋”藏书。张国淦闻讯后，称“私藏图书自当公诸人民，况武汉家乡，……今幸得归中南图书馆，实获我心，不足言谢”，将八箱藏书，以及与湖北省相关的66册古籍捐与湖北，其中地方志较多，明清刻本较多，亦有十几种宋元明刻本和抄本。
著述回忆
1953年，以78高龄，应董必武之邀任中国科学院近现代史研究所研究员，以亲身经历著述回忆辛亥革命、北洋军阀时期的往事，写成《北洋军阀的起源》《孙中山与袁世凯的斗争》《洪宪遗闻》 《黎元洪与段祺瑞的斗争》等数十万字，留下了珍贵的历史资料。1955年，当选第二届全国政协委员。1959年1月25日，张国淦在北京病逝。享年84岁（満82歳）。[2]
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