1933年10月张楚汉出生于广东梅州市梅县区城东镇金盘桥。
1952年省立梅州中学毕业,1957年清华大学水利工程系毕业并留校任教; 1961年师从著名水利专家张光斗院士,1965年研究生毕业; 1978年至1981年在美国伯克利大学从事水利水电等专业研究;
1978年年底,首批赴美访问学者52人之一的张楚汉和他的同学们历经辗转到达美国。
1981年6月,张楚汉回中国后正赶上中国改革开放的大浪潮,各行各业都在大发展,水利水电基础设施建设也在大发展之中。
1983年起,参加国家“七五”、“八五”、“九五”科技攻关项目研究中,重点结合中国高坝建设任务对高拱坝抗震安全分析的理论、方法开展研究,取得一定成效。
2001年当选为中国科学院院士。