1919年与张学良同期就读于东北陆军讲武堂第一期。毕业后，与其弟张学文一同被张作霖送到日本陆军大学留学深造，归国后张作霖提拔张学成为卫队营营长，不久，又提拔他担任团长、旅长。张作霖死后，张学成投靠石友三，1931年中原大战时石友三部失败后逃至天津。九一八事变之后，张学成从天津奔往沈阳，投靠日军，被任命为东北自卫军总司令。1931年11月，张学良下令剿杀张学成。张学成被辽宁公安骑兵熊正平、米春霖部击毙于锦州附近的高山子。