早期事迹
张孝忠祖上世代为奚族乙失活部落酋帅，父亲在开元年间内附唐朝，出任鸿胪寺卿。张孝忠身材魁伟，性情宽裕，以勇武闻名燕赵，与王武俊齐名。后来，张孝忠成为安禄山部下偏将，随其攻破九姓突厥，被提拔为漳源府折冲。安史之乱时，张孝忠先后跟随安禄山、史思明攻陷河洛，率部为前锋。
效力成德
763年（广德元年），安史之乱平定，张孝忠归顺朝廷，成为成德节度使李宝臣部下，授左领军卫郎将。此后，张孝忠累封至左金吾卫将军同正、殿中监，历任飞狐、高阳二军使。李宝臣认为张孝忠谨慎稳重又骁勇善战，对他非常信任，还将妻妹嫁给他，让他统领易州（今河北易县）兵马。张孝忠在易州十几年，威名卓著。775年（大历十年），魏博节度使田承嗣攻打冀州，张孝忠奉命前去抵御。田承嗣见他军容整肃，叹道：“张阿劳在这里，冀州难以夺取啊！”于是焚毁营寨，趁夜退兵。不久，李宝臣与幽州节度使朱滔交恶，担心朱滔入侵成德，便任命张孝忠为易州刺史，并配给七千精兵，让他防御幽州。后来，朝廷封张孝忠为太子宾客兼御史中丞、范阳郡王。
归顺朝廷
781年（建中二年），李宝臣去世，其子李惟岳谋袭节度使不果，举兵叛乱，朝廷命朱滔征讨。朱滔知道张孝忠善战，便命判官蔡雄游说张孝忠道：“李惟岳年纪轻不懂事，竟然抗拒朝廷命令。我朱滔奉旨讨伐，你为什么要帮助叛逆？如今昭义军、河东军已经攻破田悦，而李希烈收复襄阳，梁崇义也已投井自尽。河南各路官军很快就能北上，魏博、成德马上就要灭亡。你若能归顺朝廷，必定受到重用。”张孝忠便派人回复朱滔，又命录事参军董稹入朝面见皇帝。唐德宗大喜，加封张孝忠为检校工部尚书、恒州刺史、兼御史大夫，成德军节度使，让他和朱滔一起征讨李惟岳。李惟岳得知张孝忠归顺朝廷，便杀死其弟张孝义与三个已经出嫁的女儿，而张孝忠则与朱滔结为姻亲。782年（建中三年），张孝忠与朱滔在束鹿（今河北辛集）击败李惟岳，李惟岳逃回恒州（今河北正定）。朱滔欲乘胜追击，张孝忠却撤向西北，驻扎在义丰。朱滔大惊，张孝忠部将也都大惑不解：“如今李惟岳溃败，您却不再接再厉，我们实在不明白。”张孝忠道：“我们只是要破贼，如今贼军已经击破。恒州有很多久经战阵的将领，我们若率军进逼，他们就会誓死抵抗，我们若暂缓进攻，他们肯定会起内讧。况且朱滔这个人，见识浅薄，可以共始，难以共终。我们就在义丰，等待李惟岳灭亡。”朱滔只得停驻在束鹿，不敢继续进军。同年二月，成德大将王武俊斩杀李惟岳，一切都与张孝忠料想的一样。不久，定州刺史杨政义投降张孝忠，张孝忠于是占据易州、定州二州之地。后来，唐德宗将成德军辖下各州分封给张孝忠、王武俊、康日知三人，并在定州设置义武军，任命张孝忠为检校兵部尚书、义武节度使、易定沧等州观察等使。
坚守臣节
四月，朱滔、王武俊发动叛乱，打算到魏州（今河北大名）救援田悦。朱滔又派蔡雄到定州，游说张孝忠一起举兵，张孝忠回复道：“李惟岳叛逆，我张孝忠归顺朝廷，如今是个忠臣。我性子直，既然效忠朝廷，就不会再反叛。我与王武俊都是胡人，又一同共事，对他非常了解，他这个人反复无常。司徒您以后一定会想起我这番话的。”朱滔又赠以金帛，张孝忠仍拒绝起兵。当时，义武军位于幽州军与成德军之间，四面受敌。张孝忠修建战壕、堡垒，鼓舞将士，丝毫不受朱滔二人的蛊惑，受到时人的称赞。朝廷加封他为检校左仆射，将他的食邑加到三百户。后来，张孝忠受到朱滔的攻击，朝廷便派神策兵马使李晟、中官窦文场前去救援。张孝忠与李晟戮力同心，终于保住义武军，使叛军不敢深入。783年（建中四年），泾原兵变，唐德宗逃往奉天（今陕西乾县），李晟欲回师勤王。张孝忠正陷于朱滔和王武俊威胁下，一直不让李晟离开。李晟让儿子李凭娶张孝忠之女，又解下玉带贿赂张孝忠的亲信，才得以带兵西归。张孝忠也派大将杨荣国率六百精兵随李晟西入关中。李晟收复长安时，杨荣国也立下战功。
晚年生活
784年（兴元元年），唐德宗加封张孝忠为同平章事。786年（贞元二年），河北地区发生蝗灾，因战乱方平，百姓都无积蓄，以致饿死无数。当时，张孝忠以身作则，每顿只吃干豆，属下也都吃些粗劣的食物。人们都很佩服他的勤俭，称他为贤将。787年（贞元三年），唐德宗加张孝忠为检校司空，并将女儿义章公主嫁给其子王茂宗。张孝忠让妻子昧谷氏到长安迎接公主，受到唐德宗的厚赏。789年（贞元五年），张孝忠在部将的迷惑下，入侵蔚州（今河北蔚县），虽然很快便退回，但仍被以擅自兴兵为罪名，削去检校司空之职。791年（贞元七年），张孝忠病逝，终年六十二岁。唐德宗辍朝三日以示哀悼，册赠太傅、太师、赠魏州大都督，追封上谷郡王，赐谥贞武。
