在21军服役，曾在中国人民解放军政治学院学习。先后担任过中国人民解放军陆军第二十七集团军政委和北京军区的副政委，2009年12月担任中国人民解放军第二炮兵政治委员。2009年晋升上将军衔。张海阳晋升后与其父张震为解放军历史上首对“父子上将”。（另一对是张宗逊与其子张又侠）2014年12月退役。2015年2月28日，被任命为第十二届全国人民代表大会法律委员会副主任委员。