１９２３年，张克侠从保定军官学校毕业后，加入冯玉祥将军部队。为了参加国民革命，１９２４年１月，他到广州投奔孙中山，任陆军讲武学校教育副官及队长。１９２５年参加北伐，担任北伐军第一营营长。不久，返回冯玉祥将军领导的西北军任学兵团团副。为了追求光明，探索真理，１９２７年春去莫斯科中山大学学习。１９２９年，他秘密加入中国共产党，从苏联回国后重返西北军，任张自忠师的参谋长。

　　１９３３年５月，冯玉祥将军与中国共产党合作，在张家口组织察绥民众抗日同盟军，张克侠任同盟军的高级参谋、干部学校校长。１９３７年“七七”事变前，张克侠任国民党二十九军副 参谋长，参加了卢沟桥抗战。此后，张克侠先后担任冯玉祥将军的第六战区司令部高级参谋、副参谋长等职，１９３８年又随冯玉祥将军前往武汉。１９３９年，张克侠任国民党五十九军参谋长，后任三十三集团军参谋长、副总司令等职，转战山东、河南一带抗日。他所到之处，对当地抗日救亡活动和抗日军队的发展给予大力支持，对坚持团结、抗战、进步起了极大作用。在此期间，他还创办了自忠中学，进行抗日和进步思想的宣传教育，培养了许多革命、进步的人才。

　　１９４５年，抗战胜利后，张克侠被任命为第三绥靖区副司令官。他在国民党军队上层人物中积极开展反对内战、反对独裁的活动，揭露国民党反动派破坏和平、发动内战的阴谋。１９４８年１１月８日，张克侠与何基沣一起，率五十九军两个师、七十七军一个半师共二万三千余官兵，在贾旺、台儿庄防地举行起义。这次起义，使淮海地区东线的国民党军防线出现了一个大缺口，使我华东野战军主力乘虚而入，直捣徐州，切断黄伯韬部的退路，进而将国民党军第７兵团歼灭，加速了淮海战役的进程。他们的举动，受到了毛主席、朱总司令的嘉勉。朱德总司令还高度评价起义，认为“对战局影响很大，使敌人原来的部署大为混乱”。张克侠率部起义后，参加了渡江战役和解放上海的战役，先后担任人民解放军三十三军军长，并兼任上海淞沪警备区参谋长，１９５５年被授予一级解放勋章。

　　新中国成立后，张克侠主动请求参加祖国的建设工作。曾担任政协第五届全国委员会常务委员、林业部副部长、中国林业科学研究院院长等职，为社会主义建设事业献出了全部精力。１９８４年７月７日在北京逝世。