焘是嫡亲的堂兄弟。张杰早年就读于清华大学，期间与谷霁光结为好友。谷霁光后来将胞妹嫁给了张杰，而张俐娜便是他们的长女。张俐娜幼时随父母搬到江西南昌居住，父亲在江西师范大学图书馆担任馆长，母亲则在小学教书。她在1955年考入南昌第一高级中学，1958年考入武汉大学化学系，期间与高两届的同系师兄杜予民相识，后来成为终身伴侣（1965年结婚）。1963年毕业后，由于家庭出身原因，她被分配到了北京铁道科学研究院，从事刹车皮碗的研发工作。1973年，她申请回到武汉大学化学系任教。1985年赴大坂大学担任一年客座研究