兄张秉文为万历三十八年（1610年）进士，官至山东布政使。秉贞于崇祯四年（1631年）考中辛未科二甲第五名进士，授户部郎中，迁饷司。出任蕲黄江防道，历官顺广道，浙江巡抚。后降清，顺治二年（1645年）补礼部仪制司郎中，升通政参议，转任兵部左侍郎，授刑部尚书，任内治狱公正。改兵部尚书。卒于官，谥僖和。着有《石谷问答》、《石林漫语》。