1921年生于四川省宣汉县。1933年，12岁参加中国工农红军第四方面军。1935年参加红军长征。1936年12月，西路军西渡黄河，张国涛的分裂主义路线造成部队被敌人围攻，张天涛和部队失去联系，流落人烟稀少的甘陕高原。年仅15岁的张天涛忍饥挨饿，行讨问路，终于回到延安。1937年12月加入中国共产党。1939年3月，任苏鲁豫支队干事、股长。1941年1月，任新四军3师7旅20团1营教导员。1945年8月，任20团参谋长。抗战胜利后，随军到东北，参加攻打四平战役。1946年6月，任27团副政委，参加“三下江南，四保临江”战役。1947年5月，任6纵16师47团政委。1948年9月，调任46团政委。1948年10月，指挥部队参加阻击国民党廖耀湘兵团战役，在姬家窝棚战斗中壮烈牺牲，时年27岁。