自小酷爱绘画。早年上过私塾，后在面粉厂当练习生，17岁时随 长兄张光宇去上海，学习绘制广告和布景。20年代初，与长兄开设一家小 型美术印刷厂，出版《三日画报》，参加上海的漫画会。民国17年(1928 年) 与叶浅予创办《上海漫画》。这是我国第一个专门刊载漫画的画刊。 尔后又与长兄创设时代印刷厂和时代图书公司，创办《时代漫画》、《时代画报》、《独立漫画》等画刊。他不仅为这些画刊提供作品、设计封面，而且从事印刷、出版和发行等工作。

　　抗日战争全面爆发后，他曾短期出版《抗日画报》和《新生画报》，并创作以抗日为题材的漫画。民国26年底流亡香港。曾担任《申报》画刊主编、《星岛日报》印刷部主任、《新闻报》美术编辑，还与人合办《大众生活》。曾编辑出版《如此汪精卫》漫 画集，继续进行抗日宣传活动。日本人企图胁迫他参加亲日的《大同》刊 物工作，因而他被迫弃笔从商，与人合开福禄寿饭店。后来占领香港的日本当局将其列入黑名单，他闻讯后于民国32年春逃往桂林，在桂林与长兄 开办家具装饰公司。他并参加熊佛西等人组织的“文垦团”的活动。民国 34年春，与长兄一起到达重庆，筹办中国美术工厂。

　　抗战胜利后，他返回上海。不久赴台，被台湾省建设厅聘为专门委员，并担任台湾旅行社常务 理事，负责编印《光复后的台湾》画集。1949年9月到香港。不久，他和在港的一批艺术家一起回到北京。

　　1950年春，张正宇应邀参加在广州召开 的华南文化工作者会议。会后回北京，担任中国青年艺术剧院的舞台美术顾问。同时还先后兼任《人民画报》、《美术》、《戏剧报》编委，《解放军画报》、《解放军文艺》、《中国建设》等刊物的美术顾问。曾被选 为中国美术家协会、中国戏剧家协会理事和北京市政协委员等。他工作认真，一丝不苟，在进行舞台美术设计时，并不满足于画面上的设计，而是在排练乃至于演出过程中，不断地进行琢磨和修改。曾将自己的创作经验写成《舞台美术小语》一文，在报上发表。在进行舞台美术设计创作的同时，还从事工艺、装帧、装璜、影剧以至于展览会、团体操、节日游行的 美术设计，进行多方面的艺术创作，为此付出了辛勤劳动。

　　1965年，他为 第三届全国体育运动会设计团体操《革命赞歌》，获金质奖。他与其兄合作创作的大型动画片《大闹天宫》，受到国内外的赞誉。他在国画、书法、 金石等方面也很有研究。晚年多作水墨小品，为人所珍藏。特别爱画猫， 将神态各异的猫纳入基本图形，或方或圆，无不生动活泼，故有“猫翁”之誉。所作篆隶别具一格，其形式美也得力于绘画和工艺美术。他的书画金石作品，后汇集成《张正宇书画选集》、《张正宇书画金石作品选》出 版。1976年10月27日病逝，终年72岁。