张珪字公端，张弘范之子。年少时能挽强弓，百发百中。有一次，与其父打猎于林中，遇猛虎。珪抽箭往前，虎如人一样站起来扑向张珪，珪一箭射穿虎喉，全军无不为之欢腾，其勇敢如此。至元十六年(1279)，弘范平定广东海南，宋礼部侍郎邓光荐赴水自尽，弘范救起并以礼相待，命珪以光荐为师。光荐给珪一书，名《相业》，对他说：“熟读此书，后必有用。”元军北还，经江淮，命珪摄管军万户，这时年十六岁。
十七年，拜珪为昭勇大将军、管军万户，有实权，佩其父虎符，治理所统辖的元军，镇守建康(南京)。不久，其父弘范卒，丧事办完后，世祖召见张珪，亲加抚慰。珪奏称：“臣年幼肩此军务重任，诚恐能力不足。聂祯随我祖父、父亲久经征战，希望任命他为臣之辅佐。”世祖称赞道“：求老成者来辅佐自己，一般年青人还想不到这点。”至元十九年，太平、宣城、徽州群盗竞起，行省传令张珪出兵讨伐，其士卒为贼所败，有士卒杀民家牲畜并殴伤其主人。珪宣称：“这就是我军打败仗的原因。”斩杀这些抢掠百姓的士卒，严肃军纪，诸盗悉平。
至元二十九年(1292)，张珪回到朝廷。当时朝廷认为天下大局已定，行枢密院可以撤销，江浙行省参知政事张王宣也这样说。枢密副使暗问珪有何意见，珪说：“见皇上当陈述我的看法。”一日皇帝召问，珪回答说“：即使行院可撤销，也不应由张王宣出面提出。”结果不仅未撤，而且任命张珪为枢密副使。太傅月儿鲁那演对皇帝说：“珪年纪尚轻，姑且任为佥书，果可大用，日后再任命为枢密副使不迟。”皇帝说：“不然，他家祖孙三代为我朝灭金灭宋，誓死效力，还要吝惜此枢密副使之一官职么！”拜珪为镇国上将军，江淮行枢密副使。
成宗即位，废行枢密院。大德三年(1299)，遣使巡行天下，珪奉命巡行川陕，访问民间疾苦，赈恤孤贫，罢黜冗官贪吏。还京后升为江南行御史台侍御史，换为文官阶中奉大夫，又转任浙西肃政廉访使。在任此职期间，弹劾罢免郡县地方长官以下三十余人，府史胥徒数百人，没收赃款巨万。珪得悉盐司奸诈图利的事，打算揭发。此事涉及行省，有人为之不安，极力中伤张珪，同时贿赂皇帝近臣，妄言张珪以巫术制人，并阻碍盐法的施行。成宗遣官员共同审理此案，结果查出了行省大小官吏及盐官欺下罔上的许多罪状，对他们均按律治罪。帝召珪回京，拜为佥枢密院事，辞不受命。又拜为江南行台御史中丞。因上疏，详细论述天道与人道的关系及灾异发生的原因，其内容包括：修德行，广言路，进君子，退小人，信赏必罚，裁减不必要的官员，节制浪费，遵行祖宗的成法，共数百言。他还弹劾一些大官的不法行为，以及迷惑皇帝的左右小人。他的这些奏章都被扣压，不上报皇帝，珪因而称病辞官归家。许久之后，拜为陕西行台中丞，而他辞不赴任。
武宗即位，召拜张珪为太子谕德，几天后又相继拜为宾客、詹事，均辞不就任。朝廷设立尚书省，全国上下议论纷纷。中丞之位久已空缺，正考虑适当人选。当时仁宗为太子，他提出：“要想得到一位才德兼备的中丞，非张珪莫属。”于是当即拜珪为中丞。至大四年(1311)，武宗崩，仁宗即位，召张珪入宫面谕“：朕本想赐卿宝玉，但这不是卿所希望的东西。”说毕，用手巾擦擦额上的汗，然后将汗巾送到珪怀中言道：“朕的汗水在哪里，朕的心也就在哪里。”
皇庆元年(1312)，拜珪为荣禄大夫、枢密副使。徽政院使失列门奏请将洪城军隶属于兴圣宫，而由他自己统领。此事以皇帝的名义发文给枢密院，枢密院官员惧怕失列门的权势，只得承命照办，而张珪坚决不同意，致使此事未能实现。皇庆二年拜为中书平章政事。教坊使曹咬住被任命为礼部尚书，张珪认为“让乐师为礼部尚书，对后人将如何交代”，极力劝阻了。皇太后任命右丞相铁木迭儿为太师，万户别薛为参知行省政事。张珪奏道：“太师必须能经邦治国，而铁木迭儿不是这样的人才；别薛无功，不可为外省长官。”珪随皇帝出居庸关，一天失列门传皇太后懿旨，谴责张珪反对任铁木迭儿为太师、别薛为参知行省政事，还对他施以杖刑。珪受伤甚重，被抬回京师，第二天就离开了京都。珪之子景元掌管皇帝符印，平时一天也未离开宿卫，这时因父病重，立即告假回家。仁宗大惊，问其原因，景元只是顿首哭泣，不敢讲明实情，仁宗忧郁好久，遣参议中书省事换住去赐张珪酒宴，并拜为大司徒。珪托病推辞，居家调养。后因母亲去世，在墓旁守丧三年。至治二年(1322)，英宗召珪于易水，对他说“：卿为四朝老臣，朕想请你执掌朝政。”珪辞谢返乡，帝命侍臣设酒宴饯行。丞相拜住问珪：“作为宰相，首先应干什么？”珪回答说：“莫先于纠正君王的过失，莫急于广开言路。”这年冬，起任珪为集贤大学士。在此之前，铁木迭儿复为丞相，为报私怨而杀平章萧拜住、御史中丞杨朵儿只、上都留守贺伯颜，弄得大小官员惶恐不安，不能自保。这时发生地震飓风，皇帝命廷臣商议消灾的办法，张珪直言不讳地说：“消灾，当追究灾异发生的原因。昔汉代杀孝妇，以致三年不雨；萧、杨、贺冤死，难道不是导致灾祸发生吗？死者固然不可复生，但公正的评论却可使沉冤昭雪，切不可使朝廷失去公正评论。”英宗拜珪为中书平章政事，命侍宴于万寿山。
至治三年八月，御史大夫铁失谋反，刺杀英宗，夜入京城，夺中书省符印。珪密奏朝廷“：贼党罪不可逃。”铁失等皆处死刑，唯独要把铁木迭儿之子治书侍御史锁南流放，珪抗争道“：按照法律，强盗不分首恶胁从，凡掘墓伤尸者，均应处死。锁南随从铁失杀害皇上，且砍断丞相拜住胳臂，还让他活着吗？”终于治锁南死罪。仁宗的灵位牌被盗，当时参知政事马剌正兼领太常礼仪使，却拟升为左丞。珪上书说：“以参政升左丞可算为循序迁升，然而太常管宗庙不谨严，以致神位被盗，应当治罪，为何反而升官，这样怎能答谢仁宗在天之灵？”于是，迁升马剌的诏令停止下达。
泰定元年(1324)六月，泰定帝到上都。此前，帝为灾异事，诏令百官商议办法。珪与枢密院、御史台、翰林院、集贤院等各衙官员，详细讨论了当前政务之得失，与左右司员外郎宋文瓒至上都陈奏，其奏议如下：
“国之安危，在于相得其人。昔唐玄宗前用姚崇、宋王景则治，后用李林甫、杨国忠，天下骚动，几致亡国。虽赖郭子仪诸将效忠竭力，恢复江山，然从此以后藩镇专横跋扈，纪纲不振，实由李林甫之流忌害忠良，布置奸党，蒙蔽圣听，保禄养祸所致，真死有余辜。我朝前宰相铁木迭儿，奸狡巨猾，老谋深算，阴谋丛出。其专政十年内，凡宗戚有忤他意者，巧言离间，阴谋中伤，忠直之士被诛杀流窜者不知多少人。当其贪赃枉法之罪恶败露之时，又谄媚权奸失列门及为皇上宠爱的也里失班之徒，苟全其性命，且不久又任太子太师。仁宗升天后，他又得到英宗宠信，再任中书令，与失列门等相互勾结为奸，诬杀萧、杨等以报私怨。幸失列门之党徒被诛，而铁木迭儿又摇身一变，竟邀功请赏，获得信任，其诸子分布于宿卫，掌显要之职，欺上蒙下，杜绝言路，卖官鬻爵，作威作福，一令发出，上下恐惧不安，稍有不附和于他，大祸立至。其权势日炽，中外寒心。因此一时群邪并进，如逆贼铁失之徒，名为义子，实为腹心。忠良之士逃避不迭，或坐以待捕。先皇帝已察其奸恶，夺其官爵，没其家产，但终因未做严厉处置，留下遗患，以致他敢于刺杀皇帝。其子锁南，参与逆谋，罪恶昭彰，虽开棺戮其尸，灭其家族，还不足以抵其罪。但如今却交还其所收家产，诸子尚在京师，攀附权贵，再入宿卫。世祖时，阿合马贪残之罪败露，人虽死但仍宣判其罪，何况如铁木迭儿这样的奸恶。臣等认为：应遵循祖宗法制，仍没收铁木迭儿家产，将其子孙流放于外郡，以昭示惩此国家之大恶大奸。
“君父之仇，不共戴天，其所以如此，是要明纲常伦理，别上下之分。铁失之流结党谋反，皇帝丞相均遭毒害，天下之人，痛心疾首，皆不忍闻。近奉朝旨‘：铁失之徒既然伏罪，诸王按梯不花、孛罗、月鲁铁木儿、曲吕不花、兀鲁思不花，亦已流放。逆党胁从众多，怎可尽诛。关于这件事，以后不必追问了。’臣等认为，按古法，凡官吏谋叛，均应杀无赦。我圣朝立法，强盗劫杀百姓，同案犯无论首恶胁从，一并治罪，何况杀君谋反之党，天地不容，应该诛杀按梯不花之徒，以安民心。
“《书》曰：‘只有君王能作福，只有君王能作威。’臣子不能作威作福，若有作威作福者，必有害于家，有危于国。生杀予夺之权操于天子，臣下不得盗用。辽王脱脱，居宗室之首位，镇守辽东，其任不轻，然当国家不幸，有非常变故之时，非但不能讨贼，反而期望赦免，为报仇泄忿，杀亲王妃主百余人，瓜分羊马畜产。如此残害骨肉，盗窃君主权力，闻者莫不切齿。如今不仅不问罪，而且厚赐放还，让他仍守其爵土。臣恐国家纪纲，从此不振，如有效尤，将何以对付？且辽东地广，素为重镇，若彼脱脱久居，彼更将肆无忌惮，何况令死者含冤九泉，有伤天地和祥之气。臣等以为：我历朝法典规定，如赦免了杀人犯，其罪不可原谅。对于脱脱，应削夺其爵土，放到别处去，以显扬皇上之威严。
“刑以惩恶，国有常法。武备卿即烈、前太尉不花，我历代皇帝待他们至厚，均至高位。但他们不思报恩，专务奸欺，诈称奉旨，令鹰师强收郑国宝妻古哈，贪其家人畜产，自恃权贵，谁敢将他奈何。刑部衙门审讯，如实供认，结果仍原谅其罪行。在皇帝宫阙之下，尚敢肆行无忌，远在外郡者，是什么事也会干得出来的。京师为天下之根本所在，纵恶如此，将何以为政？古人有言，一妇含冤，三年不雨，由此看来，以上诸事确非寻常政务。臣等以为：宜将即烈、不花交付刑部衙门收审。
“官府收买宝物，世祖时不知有其事，自成宗以后，始有此弊。分珠寸石，价值数万，所付巨款，都是百姓膏血，而且是用鞭子棍棒强行搜括来的，挥霍无度，民怨沸腾，监察官员也交口阻止。以国家有用之宝钞，买此不济饥寒之物，大抵都非官府所需，而是一些达官权贵，假借呈献、回赐之名，将国家财钱私下瓜分。如沙不丁之徒就是这样，其败露事迹，有案可查。陛下即位之初，首知其弊，下令禁止，天下为之欢欣。臣等近闻中书省仍奏请朝廷支付自成宗以来收买珠宝而未付价之款四十余万锭，比原来价值高出数倍。其中三十余万锭系应支付给市舶番货多年来所欠之款。如今国家每年所征金银，总计不过十一万锭，上述四十余万锭，相当于四年全国所征之金银。如今因国家经费不足，急于向民间征派。臣等以为：番舶之货，应用为国用，以减轻人民负担，所欠之价款，等国家财政充足后再说。
“太庙中的君王牌位，是祖宗神灵之所在。国家以孝治天下，四时祭祀，成为重典。近来仁宗皇帝、皇后的金质灵牌被盗，至今尚未破案。这样非常之事，捕盗官兵却不受惩罚。臣等认为：百姓被盗，应捕官兵，尚有三限不获之罪；监察官吏和主管官员，若失官物，也有失于检点之罪。今帝后灵牌被盗，应治太常之罪，对于他们的属吏请予赦免。
“国家财赋，皆出于民，官府应量入为出。近来建立西山寺，损军害民，费财以亿万计。所用刺绣旗幡，系逼迫江浙郡县男女数年赶制而成，人民怨声载道。近虽已有明诏罢去，但仍闻奸人乘机奏请恢复，谣言四起，群情惊骇。臣等以为：仍须遵行前诏，取信于民，凡建造、刺绣等事，不是日常所需者，一概罢除。
“人有冤情，必当昭雪，事有曲直，尤当明辨。平章政事萧拜住、中丞杨朵儿只等，横遭铁木迭儿诬陷，没收其家产以分赐别人，闻者叹息。近奉明诏，归还原来财产。子孙奉祀的家庙修理草草完工，还未及安顿，却又以其家财仍赐予原来那些人，只给予物主少数钱，实与再度没收无异。臣等以为：应如前诏，将家财归还原主，只给那些受赐者适当的赏钱，则必人无怨言。
“国家以德治天下，以刑防奸邪。若刑罚不立，犯上作乱之人日多，虽有智士能人，亦不能禁止。近来也先铁木儿之徒，遇朱太医妻女，强行与之奸宿馆所。被揭发后，有关衙门以他们正扈从皇帝至上都为辞，不加追究。宫阙之下竟如此肆无忌惮，京师百姓又惊又愤。像这样京师何能为四方榜样？臣等认为：应遵行世祖成法，令有关衙门将也先铁木儿之徒，以强奸罪审判处治。臣等还以为：天下被囚禁的犯人中，难免有受冤屈者，方今盛夏之时，应命省台选官去逐一审查，重刑正法，轻者开导，疑案则评审上报。边镇利病，宜命行省、行台查究，兴利除害。广东、海南守边士卒，病者给粥给药，为国捐躯者，每人给钞二十五贯，责令所在官府及同乡将其尸骨送回家乡。
“每年各地岁贡有一定的制度。广州东莞县大步海及惠州珠池，自大德元年(1297)，在奸民刘进、程连花言巧语蒙骗下，分派..户七百余家采珠，由官府给粮，三年一采，仅获小珠五两六两，而入水为虫鱼伤死者甚多，于是罢珠户为民户。其后同知广州路事塔塔儿等，又怂恿失列门创设提举司监采，廉访司极称此举扰民，复罢提举司，仍由各地官府监采。不久，内正少卿魏暗都剌假传圣旨，驰令广州督采，费财疲民。臣等建议：若非原来规定，请一概停止，遣民归家。
“善良者死于非命，国法当为昭雪，铁失杀帝谋反，学士不花、指挥不颜忽里、院使秃古思，皆无罪而被处死，至今未受表彰及追赠官爵；铁木迭儿专权之时，御史徐元素及贾秃坚不花之属，惨遭杀害，其冤屈均未为之申辩昭雪。臣等以为：对死者应追赠官爵，对其子孙加以优待，且命刑部及监察御史调查其他受冤屈者，如实上报。
“政出多门，自古以来都是要防备的，如今朝廷内外增设官署，官多俸多。本一介平民，突然成为官吏，这样的事日益加多，军民俱受其害。治国首先在于安民，安民的办法，最紧要的是节省不必要的开支，裁汰多余的官员。世祖设官分职，俱有定制。自至元三十年(1293)以后，官员的迁升，官衙的创设，越来越多，虽曾奉旨审查，该减则减，该降则降，然侍卫各私设官署，攀附权贵以保俸禄，圣上旨令无端中止不行。至英宗时决心裁撤崇祥院、寿福院所属之十三署，徽政院断事官及江淮财赋机构六十余署。不幸英宗被害，其他地方和部门未能按诏令裁撤减员。近又奉诏：一切均遵行世祖成法，若虚文敷衍，延误岁月，必无实效，有违圣旨。臣等建议：应明令朝廷内外军民，凡添增官员不合世祖规定者，及至元三十年以后迁升增加的冗员，自诏书送到之日起，一律裁并罢除；近侍之臣不得巧言奏免，不该升迁者不得随便升迁。历朝斡耳朵(行宫)所设之长秋、承徽、长宁寺及边镇屯守机构及其官员，当另行议处。
“自古圣君，只要全心全意致力于国事，便可感动天地鬼神，最初未曾求福于僧道，因为这样会有害于人民和国家。以至元三十年为例，打醮拜佛的事只有一百零二起；大德七年(1303)，再设功德使司，打醮拜佛达五百余次，今年又有增加，明年又援为例，共计已增至四倍以上。僧徒买通皇宫卫侍，举行佛事、算卦，欺蒙皇上，奏请增修庙宇，施舍财物，他们还自称侍奉、传奉，官府不敢过问，且争先向他们供给一切。佛教以清净为本，不追求世间财物，而僧徒贪图利益，自违教义，每办一件佛事，所费金银钞币不可数计，为此每年花费钞数千万锭，比至元时期增加数倍。凡所供之物，僧徒悉为己有，所施舍的钱钞，均为民脂民膏。而这些僧徒纵其所欲，用以畜养妻子，行为不正，亵渎天神，如何求福？近年来佛事日繁，而历朝皇帝在位不久，以致灾祸连年，求佛不灵于此可见。臣等以为：应罢除功德使司，凡在至元三十年以前，及历朝忌日打醮求佛的事，除宣政院主持者外，其余一概减免；皇帝侍卫之臣，不得巧言奏请，妄增名目，若有特奉、传奉，随中书省奏准后施行。
“古今帝王治国理财，首先要讲求节用。侈用则必有损财政，财政损则必有害于民；国用不足则必多向人民征派，如盐课增价之类，皆为害民的措施。近年来许多游手好闲之徒，任意投身于京师警卫，有当宦官的，有做纺织刺绣的，有做太医的，有做阴阳先生的，不可胜数。一人投身于官府，全家免除徭役。这些人一年所花费的财物，向数十户征收的赋税还不足以供给，可见其耗国财损民利之甚。臣等建议：宫廷宿卫所养的女婢，应按照世祖时所规定的人数，多余的全数裁汰。
“阔端赤牧养马驼，每年有规定，其分布于郡县亦各有定数。但宫廷宿卫近侍委交养马官役使百姓放牧，这帮人无所拘束，强占百姓房屋，令百姓供饮食，还残伤桑果，私卖饲料，以致瘠损马驼。大德中始责令州县正官监视，盖暖棚，建马槽饲养。至治初又散于民间畜养，其害如前。监察御史及河间路守臣多次报告下情。臣等认为：应实行大德年间的设槽饲养之制，仍令州县正官监视，拘束宿卫所属之养马官，成为定制。
“兴兵打仗，不是好事，特别是擅开边衅，非国之福；蛮夷无知，缺乏圣王教化，得之无益，失之无损。至治三年(1323)，参卜郎为盗，其初不过是劫杀使臣，夺其财物而已，朝廷派大军征讨，为期整整一年，伤亡士卒，耗费资粮。臣等认为：好生恶死，人之常情。最好令宣政院一面督促守将严防边关，一面遣使招抚，裁减多余士兵，明令边吏守御疆土，勿生事端，如此则蛮夷必然臣服。
“天下官田的每年收入，用以赡养宫廷卫士，边关戍卒。但自至元三十一年(1294)以后，历朝皇帝将官田分赐给诸王、公主、驸马及百官、太监、寺观等，令中书省将自南方海运而来的粮食供赡养卫士戍卒之用，耗费国家储备。受赐田产之家，各任土著奸吏为庄官。这些征收租税的人称为催甲斗级，他们巧立名目向人民搜括；还差人向州县索取每月的俸禄，而自己应交纳而未交纳的国赋，不肯交纳，变卖归己，官府无不愤慨，农民被迫逃亡。臣等建议：诸王、公主、驸马、寺观等，均按照公主桑哥剌吉及普安等三寺所行的制度，将田地收入交付政府归仓，由官府计月折钞作为俸禄支给，其余由地方政府送交省部，输送于大都。所赐百官及太监的田地，一律还官，定为法令，永远执行。
“国家经费皆取于民。世祖时，淮北内地只纳丁税，铁木迭儿为相，专务搜括，遣使丈量两淮、河南田地，重定赋税。又将两淮、荆襄的沙石地作为熟田征收赋税。致使农民逃亡。臣等认为：应按旧制只征丁税，其勘察田亩而重定的税粮，以及沙石田地的税粮，一律取消。
“世祖之制：凡有田者均服劳役，土地买卖，随土地征发劳役。铁木迭儿为相，受江南诸寺的贿赂，奏请令僧人买民田者，不服里正等职役，流毒至今。臣等建议：除历朝所赐僧寺田产及亡宋旧业按旧制不征外，其他僧道所买民田及民间所施各产业，一律征派劳役，定为法令。
“僧道出家，别妻离子，是想超出红尘，所以受国家优待，不派劳役。出家僧道本应净绝凡俗之欲，一心诵经祝寿。但近年来，僧道往往娶妻养子，无异常人，至于像蔡道泰、班讲主之徒，纵欲伤人，败坏风教，冒犯刑法者，不可胜数，让他们掌管祭祀大典，岂不亵渎神灵！臣等认为：僧道凡娶妻育子者，均按律治罪，并令还俗为民。
“赏功劝善，君王之大权，岂能轻易与人。世祖在位三十五年，左右之臣虽甚受宠爱，但未闻有一人无功而给赏者。近年来赏赐泛滥，是因为近侍之人，乘皇上喜悦之时，或诈称贫困，或说要嫁女娶妇，或以物呈献，全无寸功善行，一个个都奏请赏赐，拥有国家金银珠玉及没收的奴婢、牲畜、田产。像这样无功而受赏，又何能激励那些真正为国效力为民行善的人，既损国家财力，又开侥幸之门。臣等认为：非有明显的功勋劳绩的人，不宜赏赐，请定为法令。
“总之，臣等提出的：杀君谋反之贼未讨，奸恶未除，忠君忧国之士未得到昭雪，冤案未加审理，政令不信，赏罚不公，赋役不均，财用不节，民怨神怒，皆足以伤和祥之气，望陛下裁择，以答谢天意，消灭灾祸。”
以上这些建议，泰定帝不加采纳，张珪又上书说：“臣闻日蚀应修德，月蚀应修刑，回报上天应求实在，不求表面，要以行为而不是以言论来感动人民。因刑政失平，故上天示警。望陛下明察，准允臣等建议，请求全部施行。”泰定帝始终不肯听从。
不久，张珪病重，只能由别人搀扶行走。皇上诏令常见免行跪拜礼，赐小车乘坐至殿门下。帝开经筵，令左丞相与珪主持其事。珪荐举翰林学士吴澄等人为顾问。从此以后，珪虽极力辞去职位，但还是封为蔡国公，主持经筵事，赐蔡国公印。泰定二年(1325)夏，获准暂归故里。
泰定三年，皇上遣使召见张珪。珪奉召至朝廷，帝问：“卿来时民间情形如何？”珪回答说：“臣年老，宾客不多，离家很远的情形不能了解，真定、保定、河间是臣的故乡，这些地方民间饥荒严重，朝廷虽赈以金帛，但受惠者仅十之五六，望陛下垂怜。”帝为之忧伤，令官府完全赈济。拜珪为翰林学士承旨、知制诰兼修国史，仍为蔡国公，主持经筵如故。帝知其真正有病，令在西山调养，接着又准予还家。
不久，召珪商议中书省事，珪因病不能奉召。泰定四年(1327)十二月逝世，遗嘱家人奉还蔡国公印。珪曾自号“澹庵”。有子六人。