张天恕1913年出生于湖北省黄安（今红安）典明乡张李家村。1927年，张天恕参加农民自卫军，1929年参加中国工农红军，同年加入中国共产党，后任皖西北独立团连指导员，红二十五军第七十四师二二四团营政治委员。

1933年10月，张天恕参加第五次反“围剿”斗争，次年11月随主力部队长征，12月到达陕南。

抗日战争开始，张天恕任八路军一二九师三八五旅七六九团营长。1937年10月，他参加夜袭阳明堡机场的战斗。1938年，张天恕先后参加正太铁路破击战、神头岭、响堂铺伏击战和粉碎日军“九路围攻”的战斗，后任新编第一旅一团团长。1945年他任第七军分区第三团团长。

解放战争时期，张天恕先后任冀察热辽军区热西军分区副参谋长，哈尔滨卫戍司令部政法处处长，东北军区保安旅副政治委员。1948年9月，他率部参加辽沈战役。

中华人民共和国成立后，张天恕任中国人民志愿军公安第十八师师长兼政治委员，热河军区第一副司令员兼参谋长，辽宁省军区副司令员，旅大警备区副司令员。

1964年张天恕晋升为少将，他是第五届全国人民代表大会代表。

1985年，张天恕病逝。