张伟民于1987年上海交通大学材料科学与工程专业本科毕业，分别于1995年和2007年获上海交通大学金属热处理专业工学硕士和工学博士学位。1987年7月～1995年4月历任轻工业上海焊接技术研究所（交大）助理工程师、工程师，1995年5月起任上海交通大学材料科学与工程系工程师、讲师，1998年起任副教授，2007年起任教授。

张伟民曾先后担任热处理与表面工程智能化研究所常务副所长、材料科学与工程学院副院长等职，2006年末至2010年任上海交通大学人事处副处长，2010年至2016年任上海交通大学国际合作与交流处处长。2016年起任上海交大-南加州大学文化创意产业学院党总支书记，2017年12月起任党总支书记兼院长。