张为申，字福东、号伟森，1909年6月21日生于苏州。先祖张载为北宋儒学大家，其名言“为天地立心、为生民立命、为往圣继绝学、为万世开太平”历代广为传颂。张为申的祖父张是保毕生从事教育事业，长期在南京夫子庙教书，曾任江宁府上元县县学教谕、江南高等学堂监学。父亲张一爵，字庆龄、号雨葵，1903年江南陆师学堂毕业即被派赴日本考察，后为张之洞选派前往德国陆军大学深造。
回国后，曾与阎锡山、孙传芳等留日军校生一起参加陆军部留学生考试，均被授予步兵科举人、协军校。清末历任江南讲武堂监学、江南第九镇辎重营管带、两江洋务局德文翻译、江苏都督府承政处长。辛亥革命时，他与堂兄张一麐在南北双方之间居中互通调和，对苏南的和平光复作出了十分重要的贡献。民国元年被授予陆军少将军衔，历任总统府侍从武官、统帅办事处和陆军部军事参议官。
张为申的二堂伯张一麐字仲仁、号公绂，是声誉至隆的民国耆宿，举国公认的爱国老人。曾为国民参政会首席参政员，与周恩来、董必武多有往来，1943年10月在重庆病故，中共高层领导人曾联名致唁电慰问家属。三堂伯张一鹏为民国司法界耆宿、著名社会活动家。曾与族妹夫沈钧儒一同留学日本东京法政大学。辛亥革命时任蔡锷将军秘书，曾参与制定《中华民国临时约法》、官至司法部代理总长。
曾与徐谦共同创办上海政法大学，还被聘为中华职业学校校董，与黄炎培成为挚交。七君子事件时，他与张一麐多方奔走呼吁，分别为邹韬奋和沈钧儒作保，曾摆设盛大宴席欢庆七君子出狱。1944年初为营救被捕入狱的抗日志士，以七十三岁稀龄出任伪南京政府司法部长，仅半年就被害身亡。
求学之路五岁那年，张为申随全家迁居北京，1915年入读北师附小。初小毕业后考入读宣武门外的汇文高小。
受家族熏陶，他自幼勤奋好学，弟弟妹妹们在外边玩耍时，他总是躲在屋子里看书。1921年考入天津南开中学，与钱思亮、严仁荫同窗。1927年，他们三人又一同考入刚建成不久的清华大学化学系。1931年毕业后，钱思亮考取庚款留学名额去了美国，张为申则保送本校研究院，与张青莲同在高崇熙教授门下攻读研究生。1932年，张为申在母亲和堂伯的操办下，与谢大任的妹妹谢瑞瑾结了婚。
由于父亲已病故且还有六位弟弟妹妹，张为申决定不再接受家里的供给，放弃攻读研究生转而当了化学系助教，被安排指导学生做实验。由于高师的教学要求十分严格，他不敢有丝毫懈怠，对学生的实验严格把关。据严东生先生回忆：他会交给学生一个成分未知的样品，要求学生动手测定，对样品所含各种元素做定量分析。如学生的分析结果不正确，他就会把实验报告退回要求重测，通常要做上二三次才能完成。
这门课在当年是出了名的难过关，甚至有学生失眠或被迫转系，加上平时不苟言笑，学生们都有些怕他。
同时，他还继续在高师的指导下进行一些研究。当时，学生们实验用的化学试剂国内短缺购买不易，很多都是高师自行配置的。张为申曾尝试用克莱门森还原法来制取正庚烷，还对从蓖麻油得到的正庚醇和仲辛醇的脱水、再经氢化得到庚烷和辛烷的方法进行过深入研究，同时还研究了一种通过氧化仲辛醇制取己酸的方法。
由于一些实验用的特殊器皿需要自己动手制作，他还练就一手吹玻璃的真功夫。1936年，张为申因工作出色被升聘为教员。虽然他早就立志效仿父亲出洋留学报效国家，但因指导学生做实验的工作十分繁忙，再加上当时庚款留学名额的竞争非常激烈，因此几年过去始终未能如愿。不过，长期从事实验工作，后来又讲授定性分析课程多年，为他日后搞科研打下了十分扎实的基础。1937年，张为申在清华已服务满五年，按例获准出国休假进修。
当时他要去的是德国的某所高校，即将走的时候发生“七七事变”，因此他暂缓起程留了下来。之后中德两国的关系滑坡，他的第一次留学机会就这样失去了。
联大岁月后来，张为申随母校一路南下长沙又西迁昆明。三校合一之后，南开大学的杨石先教授担任了联大化学系主任，但他同时还担任联大教务长，事务繁忙，就把化学系的具体行政工作都交给了张为申和另一位助教。1939年秋，西南联大设立先修班，张为申被聘为兼任化学教师。
翌年9月日军进驻安南，昆明开始频遭空袭，联大一年级师生和先修班被迫迁往叙永。他独立承担了定性分析课程的教学任务，被升聘为主任讲师。1941年秋叙永分校撤销，张为申随先修班迁回昆明。当时，随着战事升级物价飞涨，联大师生们的生活逐渐陷入困顿。这年11月联大常委会决议成立教职员消费合作社，通过集资批发采购粮油食品缓解教职员工的生活压力。
但在兵荒马乱、盗匪横行的情况下，要带着现金到临近郊县进货，操办起来困难重重。1942年11月，常委会再次决议筹办合作社，过了半年多又难以为继。1943年夏秋，张为申和生物系主任李继侗教授先后被聘为合作社委员。在他俩的共同操办之下，合作社的运作才开始逐步走上了正轨。张为申主要负责货源与财务的管理。他的堂伯张一麐跟时任云贵监察使的李根源先生是至交好友，因此他外出进货有一定的安全保障。
同时，他还跟清华农业研究所讲师裘维藩先生办了一个小型酱油厂，自行酿制美味的酱油在合作社门市部出售，所得利润又作为教职员工的福利。一年下来，合作社办得有声有色，还拿出部分盈余捐给敬恒奖学金。1945年4月抗战胜利在望，最艰难的日子已经渡过。黄子卿教授为张为申申请到威斯康辛大学研究院的奖学金，接着又获评议会的批准可以赴美休假进修。
他清点并移交了合作社的账目，常委会将多余的两块蓝布赠送给他和李继侗作为答谢与奖励，他俩又将其作价转赠给学生服务处。他俩还收到了常委会的致谢专函，感谢他们一年半来为全体同仁所付出的辛劳。
梦圆威校第二次大战结束后，本属于军用物资、有着神奇疗效的青霉素因大量剩余而投放大众市场，一时风靡美国。原来高度保密的青霉素研究项目也被公诸于世，威斯康辛大学的微生物生化专家彼得森教授因主导该项目而声名远扬。
1946年4月，张为申来到威斯康辛，见到早先来的西南联大化学系助教钱人元先生。他原打算进化学系主修分析化学或农业化学，但获知其生物化学系居全美之冠，不但教授阵容极强，而且设备完善。他当即改变初衷，并如愿投入彼得森门下深造，主修生物化学，副修农业微生物。此时他已年近不惑，而且微生物对他来说还是一个完全陌生的领域，许多课程都要从头学起。
但他非常珍惜来之不易的机会，刻苦用功、成绩优异，再加上精湛的实验技巧，两年不到就获得了生化硕士学位。张为申于1950年6月，在完成有关制取可溶性生物素的研究课题而获得博士学位。
新中国成立以后，留美中国学生中掀起了归国热潮。朝鲜战争爆发后，张为申也开始做回国的安排。同事和朋友全都挽留他，彼得森也坚持让他留下来，并许诺给他最好的工作待遇。
但他还是决定回国研制抗生素，要把自己所学到的一技之长贡献给人民。大器晚成1951年2月下旬，张为申成功摆脱美国移民局的阻扰，带着导师赠送的最新青霉素菌种启程回国。当时，北京已掀起声势浩大的反美帝宣传浪潮，高崇熙也已辞去清华化学系主任职务，因此张为申未能再回母校。无奈之下，他接受了辛树帜院长的盛情邀请，来到条件艰苦的西北农学院任教，讲授生物化学与微生物学。
青霉素以其对细菌感染的显著疗效，在二战期间就已成为极为重要的战略物资，能够大幅减少士兵的伤亡。新中国成立以后，上海就开始着手筹建青霉素制造厂。朝鲜战争爆发后，大批志愿军伤员急需救治，国产青霉素的制造便成了燃眉之急。但当时生产所需的两种主要原料——玉米浆与乳糖必须依赖进口，而当时又面临禁运封锁；这是当年青霉素制造上所面临的最大障碍。因此，必须尽快找到这两种进口原料的替代品。
1952年2月，张为申借调卫生部中央生物制品研究所（简称生研所）抗生素室。他毫无保留地将新技术传授给技术员和干部，并建立许多新方法，很快完成用廉价棉籽饼粉末代替玉米浆的研究。当年8月，该室原主任技师马誉澂与刘璞、徐尚志、许文思等四名技术骨干前往上海第三制药厂进行扩大试验。1953年5月，青霉素在该厂正式投入生产。
张为申就此接管了抗生素室，并成为生研所第一位劳动模范，继而又被评为1952年度北京市一等劳模。接下来的三四年里，他半年在西北教书、半年在北京搞科研，直到1957年才正式调到北京工作。
当时，青霉素虽已投产但产量并不大，因为另一种原料乳糖的用量很大但国内的产量很少，根本无法满足大规模生产的需要。更困难的是，当时国际上尚未找到替代乳糖的有效方法，这是摆在张为申面前的一道世界级难题。
但仅仅过了一年多，他就设计出了用白玉米粉作碳源的培养基配方，成功取代了昂贵的乳糖，彻底解决了青霉素生产的原料问题。他再次为我国的青霉素工业作出了重大贡献，并由此奠定了具有中国特色的青霉素发酵工业的基础。1955年初，“国际抗生素问题会议”在波兰首都华沙召开。这是华约国家首次举办的抗生素学术研讨会，张为申出席会议并发表了上述两项科研成果，引起各国代表们的普遍关注，从此扬名于国际学术界。
迈向巅峰从波兰回国后，张为申利用波兰专家赠送的土霉素菌种，仅用三四个月就完成了土霉素的试制，及时在当年12月召开的第一次全国抗生素学术会议上发表。这次会议是新中国成立之后第一次举办的国际性学术会议，共有苏联、波兰、罗马尼亚、保加利亚、蒙古、越南、日本、缅甸、印度尼西亚、朝鲜、丹麦等11个国家的代表应邀出席，盛况空前。1956年1月，全国知识分子问题会议在中南海怀仁堂隆重召开。
张为申在听取周恩来总理的报告后，更加积极地投入工作。不久，历时数年的链霉素试制工作也大功告成，成果在当年的《微生物学报》上正式发表。4月中旬，卫生部机关委员会为第一批知识分子举办入党宣誓大会，他应邀观摩这个隆重的入党仪式并谈了自己的感想，表达了自己的入党愿望。6月28日那天，他经生研所两位领导的介绍正式加入了中国共产党。
知识分子问题会议之后，张为申参与制定了《1956-1967年科学技术发展远景规划》，对该规划第50项国家重大科技任务的起草和制定起了重要作用。这年8月，中央卫生研究院正式更名为中国医学科学院（简称医科院），并组建抗生素系。张为申接受沈其震院长的聘请担任副主任（无正职），负责抗生素系的筹建，苏联陆续派出包括全苏抗生素研究所副所长利维托夫教授在内的有关专家前来协助工作。
在年底召开的全国抗生素研究工作委员会第二次扩大会议上，他又被推选为新抗生素采选小组组长。1957年5月，张为申首度以团长身份率领代表团前往莫斯科，出席“全苏第二次抗生素会议”。除社会主义阵营的国家之外，美国诺贝尔奖获得者、链霉素发明人瓦克斯曼教授也以个人名义出席会议。年底，医科院举办全国抗生素培训讲座，由中苏两国专家共同主讲。
张为申跟同事方纲教授会同利维托夫、格曼诺娃教授一起商榷编排了讲座内容，之后根据讲稿编撰出版了《抗菌素讲演集》。这是我国关于抗生素研究的第一部高水平学术专著。1958年春，张为申带领有关科研人员利用苏联专家赠送的菌种，又在短期内就完成了红霉素的试制。其提炼步骤简单，发酵单位与收率均超过国际水平。10月上旬，医科院抗生素系扩建为抗菌素研究所，张为申成为第一任所长。
同月，他再次率领代表团前往莫斯科参加抗肿瘤抗生素会议。
1959年国家科委抗菌素专业组成立，不久后，张为申被聘为常务副组长，由此走上了主持全国抗生素研制工作的领导岗位。再创辉煌1959年5月，捷克科学院和普尔金医学会联合召开“国际抗菌素会议”，张为申又率代表团前往布拉格出席会议。此次盛会不但人数超过以往，还有不少西方学者应邀参加，其中包括青霉素发明人之一的英国著名生化专家钱恩教授。
钱恩在会上报告了他的最新研究成果：将青霉素母核6-氨基青霉烷酸（简称6-APA）用化学方法接上各种侧链，从而得到各种新型青霉素。张为申回国后，随即组织人员开展此项研究。1961年初，抗菌素研究所有关科研人员取得了突破性进展，成功研制出6-APA结晶，他当即决定邀请钱恩教授来华进行学术交流。这让国内的抗生素科研人员及时了解到国际上新型青霉素研究的最新进展，并认识到研制新型青霉素的重要性。
由此，我国的抗生素研制几乎与西方国家同步跨入了半合成时代！同年11月，国家科委抗菌素专业组在上海召开第二次全国抗菌素学术会议，张为申做了题为《抗菌素的现况与展望》的报告。出席会议的有卫生、高教、化工、医药、农业、科学院等多个系统的有关专家，不仅规模大，而且学术水平与论文数量都比第一次会议有了大幅提高。会后组织出版论文集《抗生素研究》，由张为申写了前言。
这套四册专业丛书反映了当时我国抗生素研究方面的最高学术水平，在当年有着非常大的影响力，堪称业内宝典。1962年2月，张为申南下广州参加全国科学技术工作会议，随后又参与了《1963-1972年科学技术发展规划纲要》的制定。我国此时已能生产青霉素、青霉素V、链霉素、双氢链霉素、土霉素、红霉素、金霉素、氯霉素、新霉素、四环素、环丝氨酸等十多个抗生素品种，基本满足了国内临床用药的迫切需求。
至此，十二年科学规划中的抗生素研制任务已基本完成，比原计划提前了五六年。国家科委化学组与中国科学院数理化学部于1963年8月在上海联合召开第一次天然有机化学学术会议，张为申受邀出席，并在会上作了综述性报告《抗菌素化学的进展》。同年，他被晋升为一级研究员。1964年9月，第三次全国抗菌素学术会议在大连召开，由张为申亲自主持。
短短数年，抗生素研究所在他的领导下，相继找到了灰黄霉素、万古霉素、曲古霉素、多粘霉素、巴龙霉素、卡那霉素和创新霉素的本土菌种，这些新抗生素的试制工作也富有成效。
华北制药厂投产链霉素之后，存在质量问题亟待解决。
张为申和沈其震院长根据实际情况，组织成立链霉素质量研究工作组，共有医科院抗菌素研究所、卫生部药品检验所、中科院上海有机化学研究所与植物生理研究所、上海医药工业研究院、华北制药厂等12家成员单位组成，另外还有18家地方单位参加工作。这是我国医药界第一个集科研、生产、临床应用为一体的联合工作组。该工作组每年召开一次会议，到1965年为止，共召开了七次。
在最后一次会议上，对国产链霉素作出了“和世界各国产品质量近似”的结论。张为申所取得的这些辉煌成就离不开医科院老院长沈其震教授的鼎力支持。在《沈其震教授纪念文集》中，有位老人这样说道：“他与抗菌素研究所所长张为申，不光是上下级关系，而且成为挚友。他们为全国抗菌素事业，从科研布局到生产网络、科研规划、学术活动作了大量工作。抗菌素事业有了今天的局面，这是和他们的努力分不开的。”
八宝山1966年初，张为申参加化工部与卫生部联合组织的考察团，远赴瑞士和英国，考察两国的制药工业。回国不久文革开始，他被指为“走资派”，遂于8月28日不幸去世，年仅57岁。当时，沈其震院长已被关秦城监狱。七十年代初恢复工作后，他得知张为申的去世悲痛万分，后来亲自抓了他的平反工作。1978年7月14日，卫生部按照副部级待遇，在八宝山革命公墓为张为申举行隆重的骨灰安放仪式，由原部长钱信忠亲自主持。
八十年代初《中国药学年鉴》创刊，数年后《中国当代医学家荟萃》出版，张为申均作为唯一的抗生素专家载名其中。他于1953年加入九三学社，是第四、五届北京分社委员。1955年中科院学部成立之际，他曾获得过学部委员提名。他还担任过我国第三届药典编辑委员会委员和《科学通报》第五届编辑委员会委员。张为申教授主导了我国五六十年代的抗生素研究，驰名国际学术界。
由于对我国抗生素的科研和生产曾经有过的巨大贡献，他被公认为新中国抗生素事业的奠基人。