张懋修虽生在首辅之家，却无纨绔之习。他自幼便“积学好古，清约寒素”。“幼而颖异，初学作文，便知门路。”

万历八年殿试，张居正请求回避，神宗不允，还有意将张懋修拔置一甲第一名，状元。得中状元后授翰林修撰。

万历十年（1582），张居正病逝，政局突变。次年春，有人追论、诬陷张居正生前种种情弊。神宗视“恩相”为仇敌，于是，相府被抄没，张家子弟被严刑拷打，非要逼出巨额家财。

大哥张敬修自缢身亡。张懋修怒愤至极，投井未死，数日仍不死，被削籍为民。当时有：“丁丑无眼（榜眼张嗣修），庚辰无头（状元张懋修）”的说法。

在遇难的日子里，张懋修舍弃一切，惟一不肯释怀的只有父亲的尺牍文章手迹。每每捧读总是泣不成声。

他著有《墨卿谈乘》十四卷，并和张嗣修一起，将父亲散佚的文章搜集整理，出版了《张居正全集》四十六卷。