清道光十七年（1837），张锳之子张之洞出生于贵阳六洞桥孔明洞侧（今贵阳市博爱路一带），故取名“之洞”，乳名官保。襁褓中的之洞生性爱哭，只有母亲朱碧筠的琴声才能使他安静下来，并露出笑容。父亲张锳说，这是胎中常听琴瑟之鸣的缘故。朱碧筠系广西桂林人，出身名门（其父朱绍恩进士出身，官至四川邛州知州），聪颖贤淑，喜棋诗画，特别擅长弹奏古琴。
之洞在母亲的琴声中长到四岁，不幸母亲病逝。之洞收获母亲遗物就是那架母亲心爱的琴。从此，之洞只要一想母亲，就会抚琴凝思。母亲的遗琴一直伴随张之洞一生。朱碧筠死后，张锳没有续娶正室，之洞由侧室魏氏抚养，魏氏未生育，视之洞为己出，给他无微不至的关爱照顾。魏氏喜爱四季常开的月季花，常常将亲手盆栽的月季摆满之洞的房间。受养母的这种喜好熏陶，之洞也酷爱月季。
张之洞母亲去世那年的正月十八日，张锳吩咐仆人在客厅摆下香案，备好酒席。时近中午，仆人领着一个年约四十岁，衣着青布长袍、风度儒雅的人来到客厅。这个人就是张锳为张之洞请来的家塾教师何养源，是当地有名的教书先生。他从三字经教起，每天教20个字，之洞念过三、四遍即能背诵，不到一个月，基本上三字经就背完了，何先生称他为神童。
一天，张锳公余来到书房，让之洞把《三字经》背诵一遍，见背得轻松如流；又从书中选出一些字写在纸上，让张之洞认读，之洞一一确认不误。张锳这才捻着胡须不胜欣喜地勉励道：“好，好！跟着何先生好好学习！长大成才，为家争光，为国效力。”转脸又对何先生说：“我虽略通文字，之洞这孩子的聪颖，强我十倍。先生博学卓识，执教有年，还望先生对之洞严加训诲，培养成人。”何先生喜悦地说：“是啊，是啊，之洞确是难得的好学生。我正想同您商量一下，以后该如何教他呢！说罢，便和张锳商定教之洞读《论语》，学描红。之洞听到父亲和老师的夸奖，脸上露出矜持的笑容。他对父亲的嘱咐，虽不全明白其中含义，但父亲殷望他读书的话，却已印在他幼小的心灵里，平添了一股思学若渴的力量。何先生写了一篇方寸大小的赵体字，让之洞套在宣纸下练字。时间不久，又改描写为临摹。之洞兴趣盎然，勤摹苦练。同时，他对读书苦求甚解，读《论语》时，对章节字句，必弄明白才算完事。何先生对其聪明好学、务求甚解的精神极为赞扬。张锳也为其子长进之快欣喜不已，越来越偏爱这个儿子了。读完《论语》，又开始读《孟子》。之洞读书的速度，越来越快。白天，他在家塾听先生讲课；夜晚，便秉烛夜读。困倦难耐时便伏案而睡，醒来又接而复读。
养母魏芷香对他极其慈爱，陪坐在身旁，看着他在烛影摇曳里那清瘦的脸庞和专注的神态，听着他那如歌似曲一样抑扬动听的朗诵，心中便涌起一种爱怜和殷望的感情。炎炎夏日，她给之洞摇扇纳凉，驱赶蚊虫；漫漫长夜，她给之洞披衣送暖，端上夜餐。她用全部身心抚慰着之洞，也把一生寄托在他的身上。 经过五年孜孜不倦的苦读，之洞九岁就读完了《论语》、《孟子》、《大学》、《中庸》十九卷“四书”和《诗经》、《书经》、《礼记》、《易经》、《春秋》五部儒家经典作。不久，他又读完了《周礼》、《左传》、《公羊传》、《谷梁传》四部书。到此，科举制度规定的教科书，他已全面读完，结束了家塾生活后进入府学继续攻读。 府学紧挨府衙，是张锳为官吏的子弟读书而修建的。府学庭院宽敞，轩明窗亮，院内古木参天，翠竹丛生，假山峻石叠趣，溪水清漪缠绵，环境十分幽静。被延请到府学执教的，都是名冠府地的饱学之士。在府学，张之洞开始学习写诗和作文。11岁所作《半山亭记》，为贵州全省学童之冠，名噪一时。其云：“万山辐凑，一水环，雉霅罗，鳞原星布者，兴郡也。城东北隅，云峰耸碧，烟柳迷青，秋水澄空，红桥倒影者，招堤也。绿堤数量，蒹葭苍苍，有阁巍然峙于岩畔者，魁阁也。穿绿阴，梯白石，禅房乍转，画槛彻通，石壁一方，茅亭三面者，半山亭也。作亭者谁？吾家大人也。翠萝红蓼，罗列于轩前，竹榭茅檐，欹斜于矶畔，太守之意，得之半山，而志以亭也……。”全文刻于招堤半山亭。12岁时完成了诗文集《天香阁十二龄草》。 张锳看张之洞小小的年纪即掌握了许多人终生难以学好的课程，心中自然高兴，便思量让之洞早些参加科举考试，而想到自己六次会试皆不中，最后又大挑才走上仁途，又不由得迟懔然生畏。于是，他重礼请来了一位作八股文的名士，专门为张之洞授业。这个人就是贵州独山府署理知府韩超。韩超是道光甲午年的进士，直隶昌黎人，秉性沉勇慷慨，人称血性奇男子，与张锳交谊很深，听说张锳请他教导神童张之洞，很乐意培养这位奇才，便一口答应。韩超只教了之洞两个月，就见之洞学业日见精进，心里十分欣慰。一天，张锳从书房取来一方古砚，对之洞说：“这方竹节砚，是你祖父在京城任四库全书馆誊录时，纪文达公纪晓岚赠送的。这是宋代的旧物，上面有竹节一样的纹理，极其罕见，故而叫做竹节砚。这铭文，是纪文达公亲手刻下的，异常珍贵且不说，铭文讲了做人的道理，你长大了就会懂的。这可算是咱家的传家宝，你祖父传给了我，我再传给你，你将来再传给后代子孙吧！” 之洞细看那数行砚铭，写的是：
介如石，直如竹。 史氏笔，挠不曲。 笋不两歧，竽无曲枝。 孤直如斯，亦莫抑之。 其断简欤？乃坚多节。 略似此君，风规自别。 ——纪晓岚识
道光29年（1849）秋天，13岁的张之洞在老家人张喜的陪护下，启程从贵州回原籍南皮县参加县试。途经武昌时，他来到黄鹤楼观览，心中异常激动，题下了一联：
爽气西来，云雾扫开天地憾， 大江东去，波涛洗尽古今愁。
县试这天，之洞早早来到考场前等待入场，全县来应试的几十名童生也都陆续来临，这其中最小的，就是张之洞了。不仅年龄小，个儿也长得小。在连考的五场中，不论是八股文、试帖诗，还是经论、律赋、策问等，场场驾轻就熟，挥笔而就。不久，县试发榜，在所取的十五名生员当中，张之洞名列榜首，中了秀才，为以后步入政坛打下了基础。咸丰二年（1852），张之洞参加了顺天府乡试，又名列榜首，中了第一名举人。喜讯飞来，张锳高兴万分，就连时任贵州黎平知府的好友胡林翼、之洞老师韩超，得知之洞中举后，喜上眉梢，笑声连连。张之洞27岁入京会试及殿试，跻身一甲第三名进士（探花），随即被授予翰林院编修。后来历任山西巡抚、两广总督、湖广总督，晚年擢升体仁阁大学士、军机大臣、兼管学部大臣。在清末的政治舞台上，他位高权重，声名显赫，与曾国蕃、左宗棠、李鸿章一起同为晚清四大名臣。在专家们的眼里，他是近代中国的实业巨头，清末洋务派领袖，政治活动家、学者，近代中国教育家。著有《张文襄公全集》行世，其《劝学篇》提出“中学为体，西学为用”主张，名噪一时。
国内外的许多伟人和名人，对他也有很高的评价。孙中山先生说过：“张之洞是不言革命之大革命家。”毛泽东这样评价他：“提起中国民族工业……重工业，不能忘记张之洞。”美国著名学者威廉·艾尔斯说：“在张之洞的一生中，中国教育的形态发生了根本性变化，对此，他的努力具有决定性意义。”
