上世紀30年代,哈工大地下黨支部反滿抗日活動非常活躍。張正倫滿腔熱忱地投入抗日救國的活動中。他果敢直爽、見義勇為。在校期間,學生們辦了一份技術性雜誌《電、汽、機》,這份雜誌是當時哈工大學生團結合作、學術交流的陣地,孫運璇是主編之一,張正倫是這個雜誌社的社員。這份雜誌僅發行5期就被日本憲兵發現,並勒令限期到偽滿政府機關登記註冊,改用“康德”年號紀年,否則不許出刊。學生們寧肯暫時停刊,也不改用“康德”年號紀年,後來,這份雜誌更了名。
張正倫的父親是哈爾濱一家酒精廠的會計,家中經濟還算寬裕。張正倫兄弟3人,他排行老二,父親最喜歡的是二兒子,他的願望是把這個聰明的兒子培養成工程師,以便一家人過著衣食無憂的日子。
1931年,張正倫結婚照。儐相為他的同學、好友孫運璇。照片上大多是哈工大學生,其中有沙蔭田、任棟樑、常蔭集和常彥卿等。
張春生回憶:“聽母親說,父親愛與同學交往,心地善良,經常把爺爺給他的飯錢省下來給班級交不起學費的同學,有時他自己都不吃午飯,爺爺對他有些不滿,尤其是發現父親早出晚歸,秘密從事抗日救國活動,還罵過他,早晚得出事。”
1937年,張正倫的兒子張春生3歲,女兒7歲。那時他家住在南崗區馬家溝分部街75號。由於哈工大中共地下黨組織暴露,張正倫準備去延安。張春生隱約記得:“有一天,家裡好像有什麼事要發生,媽媽急忙領著姐姐和我去姥姥家,姥姥家離我們家不遠,都在同一條街上。我們來到一個半地下室,父親去送我們。那裡有一個帶鐵柵欄的窗戶,只記得我從這個窗戶看著父親走遠了,這就是我與父親見的最後一面……”
張正倫1937年4月22日被捕,正在懷孕的妻子在這一天的日曆上畫了一個三角號。張春生說:“這頁日曆母親一直保留至今。可想而知年輕的母親是在一天天數著日子盼父親歸來……母親和父親結婚時是女高學生,外祖父是搞建築的自由職業者。那時,父親已是機械工程師,他的家境又比較好,但為了抗日救國,他不能為父母盡孝,並舍妻拋子,真是一點兒私心都沒有……”
張正倫被捕後,在監獄受盡酷刑,但堅貞不屈,仍鼓勵獄中其他志士進行反抗鬥爭。在被捕3個月後的1937年7月27日,他就和哈工大中共地下黨員蘇丕承、共青團員王益升、青年學生胡振鐸、李廷魁等人一起被害於哈爾濱太平橋墓地。他們在刑場上高呼“中國共產黨萬歲!打倒日本帝國主義!”表現了抗日英雄的大無畏精神,張正倫犧牲時年僅28歲。他犧牲的兩個月後,他的小女兒出生了。