辽宁省营口市人,其父张凤岐在伪满洲国成立之初是沈阳县警察局局长,因接济且放走了不少地下抗日工作者,被日本人在广场浇油漆烧死。
1931年,张大飞进入一家教会中学,受其影响,终身信仰基督教。
1932年,“满洲国”成立,日本推行奴化教育,张大飞独自进关,投靠其叔叔,失学一年。
在其极端困苦中,张大飞报考当时在报国寺的“国立中山中学”,考取初三,入学后食宿一切公费,从此有了安家之所。
在“伪满洲国”的威胁下,“国立中山中学”被迫南迁,至此与在北平的母亲兄妹永远失去联系,逃亡至营口后,他把父母取得的吉祥名字“张乃昌”改为“张大非”。(后改为张大飞)——取自齐邦媛《巨流河》
1938年,张大飞考入杭州笕桥航校12期,毕业后参加了重庆上空的保卫战。由于表现出色,1941年,他被派往美国受训,成为第一批赴美受训的中国空军飞行员。
1942年从美国学成归国,参加抗日战争,加入由第十四航空队组成的中美混合大队,这支驻扎在云南、由美国人陈纳德指挥的空军部队,便是让日军胆寒的“飞虎队”。怀着一颗复仇之心,飞上蓝天的张大飞屡立战功,以军功提升至中尉三级。
“张大飞”这个名字也是参加空军后改的。空军官校十二期驱逐机科毕业,曾于美国陆军第六高级军官航校深造。历任空军第三大队二十八中队队员、第四大队二十二中队飞行员、第十一大队四十一中队、第二十八中队分队长,升至中尉三级。
1945年五月十八日,驾机自陕西安康出击河南信阳的敌人,与敌零式机遭遇,为掩护友机不幸阵亡。