清光绪六年(1880)生。出身贫苦，十余岁为人佣工，因不堪被欺压，报名投军。其身躯高大，体强力壮，且爱好拳术，后被提升为教官。
宣统三年（1911），辛亥革命前，受孙中山民主革命思想影响，目睹清王朝-腐败，同年10月22日，参加西安新军，响应“双十”武昌起义，随革命军攻占西安满城（新城），立下战功。11月，甘军窥陕，张思义随革命军赴彬县、永寿一带御敌。
民国元年（1912）1月，甘军进犯礼泉县南坊镇，张思义奉命协同杨仁山敢死队进驻南坊镇，以堵击甘军南下。是月30日，甘军骑、步约两营兵力由五凤山南下，企图夺取南坊镇。张思义同敢死队守卫沟南，抗击来犯之敌。甘军据沟北，轮番猛攻，攻至南坊镇沟南，张思义阵亡，时年32岁。