湖南岳阳人，又名文彬，化名刘崇义，1910年农历5月29日出生于平江县西乡梓江东港高基塅村一个农民家庭。5岁开始在家乡高基嘏小学念书。10岁入平江县城培元学校就读。毕业后，到长沙入修业中学读书。

1925年“五卅惨案”后，张纯清和修业中学的师生一道参加了反帝反封建的宣传活动。是年，他加入共产主义青年团。

1927年春，张纯清被选送到武汉农民运动讲习所学习，受到毛泽东、恽代英、邓演达等人的教导，思想觉悟有了很大提高，并在讲习所加入了中国共产党。

“马日事变”后，张纯清受命回平江组织工农武装。同年秋，他负责组织西乡工农武装投入中共平江县委领导的第一次扑城战斗。扑城战斗失利后，张纯清被反动地主武装清乡队抓获。当时，他年仅17岁，清乡队认为他不像是首要分子，便从他家里敲诈了100块光洋，允许具保释放。

张纯清获释后，立即与高咏生等人联络，以平江西乡杨梅山为据点，建立了一支30多人的游击武装。1928年春，张纯清被任命为中共平江县西乡特委书记。他积极组织西乡农军投入了3月16日平江农民第二次扑城战斗。这次扑城再次失败后，张纯清被调任中共平江县委军事部长兼县工农赤卫队党代表。

1928年7月底，张纯清率领县赤卫队参加平江起义部队红五军，先后任第一大队党代表、第四纵队党代表兼政治部主任，并率部跟随彭德怀、滕代远，几经辗转苦战，终于在是年底到达井冈山。

1929年初，湘赣两省国民党军“会剿”井冈山根据地。张纯清和贺国中所率纵队奉命守卫黄洋界哨口。在众多敌人的疯狂攻击下，张纯清和战士们一道在前沿阵地顽强抗击敌人的进攻。最后，终因敌众我寡，部队被敌人打散，张纯清身边只剩下20多个战士。他和战士们解下绑腿，从悬崖处垂吊下来，转入密林之中，突出了敌人的重围。此时正值隆冬，大雪纷飞，又找不到主力部队，处境十分困难。他们在高山密林中四处游击截击小股分散之敌，坚持斗争。是年3月，彭德怀率主力回师井冈山，张纯清等人又回到了红五军。

1930年7月下旬，红三军团攻打长沙时，张纯清率纵队从平江出发，突破敌金井防线，向长沙进逼，在樃梨遇敌4个旅的抵抗，展开激战。张纯清在前线指挥时，不幸左腿中弹负伤，但仍继续指挥战斗，直到突破敌防线，胜利攻克长沙城。

同年8月5日，红军退出长沙，撤至平江长寿街整编，张纯清出任红五军政委。随后，他率领红五军奉命第二次攻打长沙未果，率部进入中央苏区，参加第一次反“围剿”战斗。

1931年中央苏区第二次反“围剿”期间，红五军军部撤销，张纯清调任红三军团政务科长。1932年底，他又调任红七军政委。这时，正值红军内部肃反扩大化之际，红七军军长李明瑞也被误杀了，因而部队思想波动很大。张纯清上任后即深入到干部和士兵中去调查研究，听取和分析大家的意见，停止了逼供信的错误作法，实事求是地认真甄别被审查的人，解救了不少受冤屈的同志，军心很快得以稳定下来。与此同时，他还狠抓了基层党组织建设，积极、慎重地发展了一批党团员，增强了党的领导力量，保证了部队的健康发展。

1933年夏，张纯清出任红三军团政治保卫局局长。在工作中，他主张重证据，反对刑讯逼供。据当时在他身边担任侦察处长的刘复之回忆，张纯清性格温和，处理问题头脑冷静，实事求是，作风民主，是一位很有才干，很受人尊重的领导干部。

1934年初，在中央苏区第二次中华苏维埃共和国代表会上，张纯清当选为中央执行委员。

中央苏区第五次反“围剿”失败后，红军主力被迫长征。当时，在困难面前，有人离队被保卫部门抓回，部分保卫局干部主张一律处死。张纯清不同意这种做法，主张查明原因，分别处理。

中央红军胜利到达陕北后，于1936年2月组织渡河东征，红十五军团成立了渡河司令部，周士第任司会，张纯清任政委，率部在山西临汾河谷地区与阎锡山部周旋，为东征的胜利作出了重要贡献。

抗日红军大学成立后，张纯清被第一批保送入校。通过系统学习，他在思想理论上和军事技术上有了更大的提高。学习结束后，他被留在毛泽东身边担任秘书，后又担任了中共中央秘书长职务。

1936年秋，张纯清奉中共中央指示，到西安领导西北特支及做西北军的统战工作。他秘密到达西安后，持毛泽东的亲笔信面见了杨虎城和西北军总参议杜斌丞。经过诚挚的谈判，他和杨虎城达成两军互不侵犯，共同抗日的协议，并建立了和西北军之间的秘密联络站。

张纯清在西安期间，还和西北特支的同志一起，积极组织发动工人、学生、商人以及社会各界人士参加抗日救亡运动。是年12月9日，为纪念北平“一二·九”运动一周年，他们组织西安人民举行了声势浩大的请愿游行。这次请愿游行，对张学良、杨虎城发动“西安事变”有直接影响。

“西安事变”后，党中央派周恩来、博古、叶剑英等组成中共代表团到达西安，他协助周恩来出色完成了调解谈判任务。“西安事变”和平解决，周恩来等离开西安后，张纯清继续留在西安。1937年5月，张纯清出任红军驻兰州办事处主任，为营救被关在兰州集中营的西路军指战员做了大量工作。

“七七”芦沟桥事变后，张纯清奉党中央之命，于9月间抵达广州，领导广东人民的抗日斗争。同年10月，他在香港召开党的会议，整顿中共南方临时工作委员会，健全了各部委及下属党组织。翌年4月，中共广东省委成立，张纯清被选为省委书记。

广东省委成立后，张纯清坚决贯彻党中央《关于大量发展党员的决议》和长江局《猛烈地十倍百倍发展党组织》的指示，积极督促各地党组织贯彻执行，使广东党的组织发展很快。不到两个月时间，先后建立了中山中心县委、东莞中心县委、南顺工委及南雄、韶关、惠阳等地中心支部。一些过去党组织遭到严重破坏的县、市，也相继恢复了党的组织。是年8月，张纯清主持召开省委第三次执委扩大会议，提出“为全省发展一万党员而奋斗”的口号，经过深入细致的工作，到同年10月，广州地区（包括香港）党员人数逐增至2500余人，潮梅地区发展到2000余人，琼崖发展到5000人，其余地区的党组织也有较大发展。

张纯清对统战工作十分重视，他利用国民党第十二集团军等地方军和蒋介石的中央势力之间的矛盾，积极争取该部多做有利于团结抗战的事。在张纯清的努力下，广东的抗日救亡运动不断高涨，各种抗日救亡团体纷纷建立。

正当抗日救亡运动日益高涨时，1939年冬，国民党掀起的反共逆流严重地危及广东，张纯清针对这股逆流，及时制定了“政治上的进攻和组织上的保密”的策略，作出了及时撤出在国民党军中做统战工作同志的决定，有效地保存了党的骨干力量。

张纯清历来重视武装斗争。当中共广东省委成立时，他就把军事工作提到议事日程上。省委成立了军事委员会，指示各地党组织必须把建立民众抗日武装作为当前的中心任务，提出了“党员军事化”的口号。

1939年春，张纯清从延安参加党的六届六中全会回广东时，向党中央请调了一批红军干部，带回来充实广东抗日武装的军事领导力量。

他不仅重视组建东江人民抗日游击纵队，把一些富于武装斗争经验的干部调入东江纵队，后来还亲自到东江纵队实地调查了三个月，督促建立起与延安联络的电台。香港沦陷时，他还组织和领导了抢救困陷在港九地区的一些著名文化人士的工作。当时，何香凝、柳亚子、邹韬奋、茅盾、夏衍等人，都是经过张纯清周密安排由东江纵队分批接送回到内地的。此次抢救文化人士的任务完成得很好，受到党中央嘉奖。

1940年6月，根据中央指示，广东省委划为粤北和粤南两个省委，张纯清任粤北省委书记。同年10月初，中央指示成立中共南方工作委员会（简称“南委”），直属于以周恩来为首的中共中央南方局领导，张纯清调任南委副书记兼组织部长。他与书记方方一道领导粤北、粤南、闽西、闽南、潮梅、广西、江西、琼崖、湘南等广大地区的抗日斗争。在蒋介石发动第二次反共高潮的险恶环境中，他和方方迅速组建南委领导机关，建立南方电台中心，保持与党中央的联系。同时，为了统一东江、珠江敌后武装斗争的领导，张纯清代表南委决定成立广东军政委员会和广东人民抗日游击总队，并对部队进行了全面的整编，在惠（阳）东（莞）宝（丰）游击区坚持对敌作战。

1942年5月下旬，张纯清得悉江西省委遭破坏的消息，当即同南委书记方方等研究布置机关撤退工作，决定南委机关分头向闽西、东江等地转移。6月初，张纯清等一行转移途经高坡镇时，遇上叛徒郭潜（原南委组织部长）及所带引的特务队。当郭潜指引众特务围捕上来时，张纯清一面极力反抗，一面向周围高声呼叫“请大家注意！有汉奸逮捕爱国分子！”他的呼叫报警，使同行的其他同志得以警觉，迅速离开险境。

张纯清被捕后，被押送至江西太和县国民党监狱。张纯清在长期的艰苦革命生涯中，早已身患肺病，又经敌人残酷折磨，病情日益严重。

1944年8月26日，张纯清牺牲于敌军狱中，时年34岁。