張兆鉀出身武舉人，早年曾投董福祥甘軍，後於甘肅新軍第一標（標統陸洪濤）擔任管帶。民國成立後，陸洪濤出任隴東鎮守使，張兆鉀仍繼續在其麾下任職。直皖戰爭後，親皖系的督軍張廣建被迫去職，張兆鉀以擁護陸洪濤繼任督軍有功，亦升任隴東鎮守使，從此割據隴東地區，並被任命為厚威將軍。1925年，陸洪濤因病去職，由馮玉祥部將劉郁芬繼掌甘肅，張兆鉀遂在吳佩孚支持下，與隴南鎮守使孔繁錦聯兵對抗國民軍。1926年6月，國民軍主力進入甘肅，張兆鉀部遭到殲滅，後逃往天津居住。張兆鉀於1938年病逝於天津。