光绪五年(1879)生。
光绪十四年（1888），入私塾读书，继入万金堂药店学医。
光绪二十五至三十二年（1899-1906），先后在哈尔滨交涉局、奉天省垦务局、海龙府行局、锦州府垦务局任司书和测绘员。
光绪三十三年（1907），应邀测绘复州全境地图，为《复州乡土志》、《复县志略》的成书做出贡献。
光绪三十四年（1908）7月，入奉天省自治研究所学习。时值辛亥革命前夜，复州地方自治研究所成立，任所长兼讲师，登台疾呼拥护共和。后当选复州议事会议长、中国同盟会复州分部部长、国民党复州分部部长、辛亥革命关外义勇军第二协协统。任职期间，力倡民权，相继罢免知州3人、警务长2人，革除官场弊端。
民国元年（1912），袁世凯阴谋复辟帝制。孙中山，参加改组后的中华革命党。归国后，屡遭军阀缉捕，潜居大连，充任私塾先生。
1916年，袁世凯复辟称帝，张悦龄再度组织民众成立关外临时军政府，任民军总司令。袁世凯死后，于8月15日在《盛京日报》发表宣言，秘密遣散民军。张悦龄回到复州城开设“杏林春”药房。
1926年后，将杏林-房迁到瓦房店。药房改名“东亚药房”，与帝国主义污称中国人是“东亚病夫”相抗。
1931年，“九·一八”事变后，日本人多次登门，请其供职，坚辞不就。张悦龄医德高尚，对穷苦人家慷慨赠药，分文不取。在日伪统治14年中，坚持为当地儿童种痘。
1945年，“八·一五”日本投降，张悦龄当先悬出中华民国国旗，庆祝胜利。
1949年，中华人民共和国成立后，先后被选为安东省参议会副议长、复县支前委员会主任委员、瓦房店防疫委员会副主任委员、政协复县委员会副主席。
1961年病逝，终年82岁。
