甲午戰爭前後，張海鵬在大鬍匪頭子馮德麟手下，縱橫遼西，搶劫商旅。日俄戰爭後，馮德麟歸順清朝，張海鵬任巡防隊管帶。此後在奉天講武堂學習。1910年，和張作霖相識，結為“金蘭盟友”。
民國元年（1912年）12月，張海鵬在馮德麟手下任第28師第55旅旅長（第28師師長馮德麟，56旅旅長汲金純）。
民國六年（1917年），馮德麟呼應張勳復辟舉兵，被段祺瑞逮捕而失勢。此後，張海鵬投靠張作霖。
民國十年（1921年），張海鵬任中東鐵路護路軍哈滿副司令，民國十二年（1923年），任該軍總司令。翌年第二次直奉戰爭後，任奉天騎兵第1游擊隊統領。
民國十六年（1927年），任遼寧洮遼鎮守使兼東北騎兵第32師師長。
民國二十年（1931年），他率所部奉張學良之命參與鎮壓嘎達梅林起義。
同年，九一八事變爆發，張海鵬在洮南投降日本關東軍，發表“獨立宣言”，並自稱“洮索邊境保安司令”，呼應關東軍。翌年3月，偽滿洲國正式成立，張海鵬任參議府參議。同年11月，任執政府侍從武官處武官長，獲授陸軍上將。
大同二年（民國二十二年，1933年）5月，任熱河省警備司令官兼熱河省省長。張海鵬在偽滿熱河省長任內，在日寇中野琥逸總務廳長主持下，由張海鵬的命令，令熱河省大量種植鴉片，並對熱河省各旗、縣進行治安工作，這一切苛政，是給熱河省人民很大的毒害，給日本帝國主義作成了殖民地政權。翌年11月，被免於熱河省警備司令官兼省長，再任治安部侍從武官處武官長。
1939年1月，侍從武官長由治安部轄屬改為皇帝直轄，張海鵬留任該職。1941年3月3日，他被免於武官長，吉興繼任該職。
偽滿州國滅亡後，張海鵬匿居天津。
1949年，中華人民共和國成立後，張海鵬被逮捕，1951年被人民政府以漢奸罪執行槍決，結束了他罪惡的一生。
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