從師
中舉後即往高邑縣拜趙南星為師。南星是當時學界名流，東林黨重要人物。初見三謨，就和別人說：“張子是一個很正直的人。”在趙南星家，講學論道，面壁十年，學業大進。
主要經歷
明天啟二年（1600）壬戌科進士，授行人。當時，趙南星任左都御史，彈劾貪官污吏，不避權貴。喧赫一時的宦官魏忠賢勾結奸黨，極力傾陷趙南星，很多人都不敢與南星接近，惟獨張三謨照常往來，無所避忌。崇禎元年（1628），選授御史，上疏彈劾魏忠賢餘黨李魯生，並罷其官。二年，到福建巡視。行前曾上《按閩辭闕書》，中有“治亂之關鍵，在善於選拔宰輔和御史官，宰鋪是擔當治國家大事的，御史官是議論和糾正國家政令得失的，皇上要有意興治，就應選賢任能，並對他們推心置腹，予以信任”等，立論精闢，頗中時弊，崇禎十分讚賞。在福建巡視期間，平息海寇李之奇有功。掌道御史嫉妒張三謨的正直不阿，想降低他的職位，皇帝得知後說：“張三謨是個有才幹操守的人，又未做錯事情，仍舊回御史道管事。”崇禎三年（1630），因父喪回家守制，起復後仍任原官。當時朝政腐敗，奸臣當道，災荒連年，哀鴻遍野。三謨慮國事，遂上《目擊時艱》疏，對奸相溫體仁多所彈劾。皇帝雖同意他的觀點卻未採納。一次，吏部尚書左都御史出缺，皇帝讓在朝諸大臣當面舉薦。溫體仁串通吏部侍郎張捷推薦魏忠賢餘黨呂純如，想以之為魏翻案。張三謨和張捷在朝堂上展開激烈辯論，張捷理屈詞窮，溫體仁一夥的陰謀才未得逞。崇禎九年，升任掌河南道御史，平反了許多冤案，得到皇帝的賞賜。崇禎十一年，升任光祿寺丞，不久改任大理寺丞署印務。司寇劉之鳳犯罪，皇帝想處以極刑，三謨根據他的罪行，認為按律只可流放邊疆。皇帝感到有傷尊嚴，對三謨加以斥責。有人勸三謨說：“何苦不了別人不顧自己的安危？法律是朝廷定的，遇事聽從朝廷的意見就行了。”三謨生氣地說：“你但知法為朝廷之法，不知法也是天下及後世人之法。怎么能以個人的意見隨意改變呢？”繼續上疏力爭。皇帝大怒，連降三謨三級。後又升任少卿、順天府尹、大理寺卿等職。崇禎十五年，在一次推舉宰相的朝會上，吏部尚書李日宣推舉了十六名德才兼備的候選人，其中即有張三謨，那些聲名狼藉而級別又高的大臣卻一個也沒有。落選的陳演等便編造流言，誣陷李日宣循情濫舉，多疑的崇禎皇帝將李日宣革職戍邊。三謨受到牽連，被罷官回了原籍，崇禎十七年（1644），李自成攻陷北京，明王朝滅亡。
傳說
據傳，同年舊曆五月，李自成從北京退出後於初七路過平定，曾和張三謨面談，並請他當宰相，未果。明亡後，在家閒居的張三謨終因憂慮國事，抑鬱成疾去世，終年六十五歲。後傅山及苗蕃兩人分別寫了《祭日葵先生文》、《祭大廷尉日葵張公文》以示悼念。
王本源
