尔摩大学博士学位。1991年当选为中国科学院学部委员(院士)。1983年至1990年任中国科学院古嵴椎动物与古人类研究所研究员、所长，1992年至1996年担任国际古生物协会主席，1993年至1997年任中国古生物学会理事长。1995年，张弥曼获选为伦敦林奈学会外籍会员，1997年成为北美古嵴椎动物学会荣誉会员，2011年入选瑞典皇家科学院外籍院士。2018年获得欧莱雅和联合国教科文组织颁发的“世界杰出女科学家成就奖”奖及何梁何利基金最高奖项“科学与技术成就奖”。