张光翰在后周末年，出任虎捷左厢都指挥使，属侍卫亲军司步军主力之一，是侍卫亲军步军都指挥使张令铎的部属。

参与陈桥兵变，殿前都指挥使石守信、侍卫亲军马军都指挥使高怀德、侍卫亲军步军都指挥使张令铎、殿前都虞候王审琦、虎捷右厢都虞候张光翰、龙捷右厢部指挥使赵彦徽六人为首拥立赵匡胤黄袍加身，

在参与陈桥之变的翊戴功臣中，张光翰与宋太祖的关系比较疏远。同年五月，侍卫马军都指挥使及宁江军节度使衔都为宋太祖义社十兄弟之一的韩重赟所接替，张光翰可能此时即被罢军职。从赵彦徽的情况推测，张光翰即被出为永清军（贝州）节度使，此后行迹不详。乾德五年（967）正月，时任永清军节度使的张光翰去世。

叔父：张虔钊，后唐侍卫亲军都指挥使、山南西道节度使兼西面马步军都部署。