1934年10月4日,张勇手出生于山西省汾阳县大南关的一个贫农家庭。1937年,3岁的张勇手丧父。1948年,张勇手的家乡汾阳县解放了,14岁的张勇手小学还没毕业就考入了中国人民解放军十八兵团随营学校(又名晋中公学)。
1949年5月,文工团的同志到学校挑选演员,发现张勇手机灵又持重,一双明亮的大眼睛蕴含着聪慧,便选中了他。此后,张勇手随十八兵团参加了解放太原的战役,并随部队西进,渡过黄河,从潼关打到西安,又继续向西解放了宝鸡。
1950年,张勇手参加了抗美援朝战争,在前往朝鲜前夕,他加入了新民主主义青年团(即后来的共青团),投入战勤工作。1956年,在部队休整期间,张勇手担任分队长,带领七个同志到朝鲜国立艺术剧场,去向朝鲜舞蹈艺术家学习朝鲜舞、芭蕾舞、苏联民间舞;7月,加入了中国共产党。1957年初,八一电影制片厂到部队选演员,张勇手被选中出演战争电影《
黑山阻击战》,在片中饰演连长王海龙,这是他的首部电影作品。
1958年,张勇手正式调到
八一电影制片厂的演员剧团;同年,在
严寄洲执导的谍战电影《
英雄虎胆》中饰演侦察参谋耿浩;同年,与
胡晓光、段克俭联合出演剧情电影《县委书记》。1959年,与
王心刚、
王晓棠联袂主演战争电影《
海鹰》;同年,在剧情电影《
赤峰号》中饰演舰长田海雄。
1960年,与
王润身合作主演剿匪电影《
林海雪原》,在片中饰演解放军参谋长、小分队的领导少剑波:同年,与
邢吉田、
黄焕光联袂主演战争电影《
奇袭》。1962年,与张良共同主演战争电影《
哥俩好》。1964年,在剧情电影《
分水岭》中饰演复员军人李云虎。
1965年,与张良、
李炎联合出演战争电影《
打击侵略者》,在片中饰演游击队长金哲奎,该片根据宋之的话剧《保卫和平》改编;同年,在战争电影《
地道战》中饰演区长赵平原。1974年,在战争电影《
南征北战》中饰演某师一团一营高营长,该片翻拍自1952年的同名电影。
1976年,自导自演剧情电影《
南海风云》。1979年,在剧情电影《
二泉映月》中饰演赵先生。1980年,与
祝希娟合作主演儿童电影《
啊!摇篮》,在片中饰演英勇善战的解放军指挥员萧汉平。1981年,与
朱时茂、马瑶瑶联袂主演军旅电影《
飞行交响乐》。1982年,执导根据王群生同名小说改编的剧情电影《
彩色的夜》。
1984年,自编自导反映红西路军妇女独立团征程的革命电影《
祁连山的回声》,该片获得中国文化部优秀影片二等奖。1986年,执导由
张潮、
顾艳共同主演的剧情电影《
沉默的冰山》。1996年,与
吴若甫、
王强联袂出演剧情电影《
征服死亡地带》。
2001年,与
向梅、
孔维联合主演剧情电影《
十月流星雨》。2002年,与
刘之冰、
巫刚联合出演反腐剧《
省委书记》,在剧中饰演前任省委书记潘祥民;3月18日,由其参演的古装剧《
梦断紫禁城》播出。2004年,出演年代剧《
啼笑因缘》。
2006年,与
王姬共同主演以老年人离婚、再婚为主线的家庭伦理剧《
葛定国同志的夕阳红》,在剧中饰演脾气倔犟的退休军队老干部葛定国;同年,与张炬、
谢芳联合出演电视剧《
老人的故事》,在剧中饰演退休卡车司机庄老头。
2024年2月5日,参加央视节目《
“经典之夜”年度盛典》,讲述《光影青春》。2月10号(大年初一),参加《百花迎春——中国文学艺术界2024春节大联欢》,合唱《掌声响起来》。
张勇手有着英俊潇洒的外貌,精湛而又自然朴实的演技,平易近人的态度和幽默风趣的谈吐(《电影评介》评)。他在银幕上塑造的几乎都是中国人民解放军的英雄形象,其中有班长、连长、团长、旅长和师长。在电影《打击侵略者》中,他把游击队长金哲奎的形象塑造得栩栩如生,真实、感人。而且,他在艺术创作里融进了革命战士的理想、道德和情操,把无论是战争年代还是和平年代的如火如荼的生活真实地再现在银幕上,用真挚朴素的情感、永不自满的探索精神、高度的艺术修养和卓越的表演才能,塑造了一个又一个最可爱的人(《山西文史资料》评)。