大中年间，父亲入京为质，张淮深继任沙州刺史。咸通二年（861年），率兵克凉州，打通河西旧路。咸通三至六年，于莫高窟为叔张议潮建功德窟一所[1]。咸通八年（867年），张议潮入京为质，张淮深任归义军节度使留后[2]，领沙、瓜、肃、甘、凉五州地，仍为河西道沙州诸军事兼沙州刺史御史中丞，开始了长达二十余年的请求旌节之路[1]。乾符年间（874年—879年），进归义军节度使[2]。中和三年（883年），回鹘夺凉州，占甘州，河西复乱。次年正月至九月，两次击败甘州回鹘[1]。文德元年（888年），唐昭宗即位，授予节度使旌节。大顺元年（890年），张淮深死于内乱[2]。