张大煜，字任宇，1906年2月15日生于江苏省江阴县长泾镇。他从小酷爱读书，学习成绩优异。中学毕业以后，考入南开大学，后转清华大学。1926年张大煜和清华大学、中央大学、交通大学等校学生组成大地社，该社由翟凤阳负责，成员有葛春林、袁翰青、张大煜等十余人，他们经常探讨如何“工业救国”和“科学救国”，并多次参加学生运动，为清华脱离外交部管辖，从留美预备学校转为正式大学起到了一定作用。
1929年，张大煜于清华大学毕业，同年考取了公费留学德国和美国，他把留学美国的名额让给了同学，自己赴德国德累斯顿大学学习胶体与表面化学，1933年获工学博士学位。回国以后在清华大学任教，历任讲师、教授。他在回忆文章中写道：“虽然自己曾经有很大的抱负和雄心，想用学得的知识和技能为祖国服务，但是当时政府只把科学当作点缀品，哪怕是很小一点研究工作也得不到支持……”
抗日战争爆发，张大煜从北平到长沙，又从长沙辗转到昆明在西南联大任教并兼任中央研究院化学所研究员。从基础研究转向石油、煤炭方面的技术科学研究，以期为抗日胜利贡献力量，当时曾尝试过从植物油制造重要国防物资并开展了将煤炼制成汽油的方法。他利用云南丰产的褐煤，在昆明附近宜良滇越线上建立了一个从褐煤低温干馏提炼汽油的小型实验工厂（利滇化工厂），边实验边生产，历尽千辛万苦炼出了油。但在人力、物力、设备和经费等方面困难重重，终于被迫停办。张大煜“工业救国”的尝试遭到了挫折，但为他后来创建我国第一个石油煤炭化学研究基地提供了最初的经验。抗日战争胜利后，张大煜从昆明到上海，任交通大学教授兼北京清华大学化工系主任，讲授工业化学和胶体化学，在极端困难的条件下，还开展了一些研究工作。留学回国十余载的经历，使他思想处于彷徨之中，他亲眼看到知识分子在旧中国不可能实现富国强民的理想，1948年底经上海地下党负责人介绍毅然离开上海，绕道香港和朝鲜，于1949年初到达大连。
1949年大连大学创办初期，他任化工系教授、系主任，同时担任大连大学科学研究所（后改名为东北科学研究所大连分所）研究员、副所长。1952年该所划归中国科学院领导，并先后更名为工业化学研究所、石油研究所、大连化学物理研究所，他一直担任所长。
20世纪50年代初期，张大煜紧密围绕国民经济恢复和建设需要的重大课题开展工作，在我国天然石油资源尚未开发的情况下，他组织和发展了我国水煤气合成液体燃料、页岩油加氢、汽油馏分环化制甲苯等研究，取得杰出成绩，有些成果达到当时的世界先进水平。
在完成国民经济重大研究课题的同时，张大煜也很重视基础研究。50年代初期开始，他就致力于工业上广泛使用的催化剂单体研究，结合水煤气合成石油的钴催化剂和合成氨催化剂的催化性能研究，逐步建立了物理吸附、化学吸附等一系列研究方法，并且提出了表面键理论的设想，并以此为指导，研制成功了合成氨新流程3个催化剂，超过了国内外同类催化剂的水平。通过实践，培养和建立起一支学科配套、有解决综合问题能力的催化科学队伍。
随着国家建设对科学事业发展的需要，张大煜在研究所的布局和发展上，及时提出了建议。经中国科学院批准，先后于1958年和1960年从石油研究所抽调科技力量，建立了兰州石油研究所和太原煤炭化学研究所，他兼任这两个所的所长，为促进内地科学事业的发展作出了贡献。
1962年，中国科学院石油研究所改名为大连化学物理研究所。张大煜在担任大连化学物理所所长期间，跟踪国外同学科的发展趋向，及时提供最新信息。他查阅大量文献，经常到实验室参加研究工作。他特别关心培养新生力量，对青年循循善诱、严格要求，不断提高他们的学术研究水平，使研究室成为学术空气浓厚、工作勤奋的研究集体。
“文化大革命”时期，张大煜遭到迫害，身心受到严重摧残，抑郁成疾。但是，就在这样重重压力下，他仍多次要求开展磁场对化学反应影响的研究，不断提出建立催化剂库等发展催化科学的新建议，坚持为科学献身。
1977年，张大煜调任中国科学院感光化学所任顾问兼第一届学术委员会主任，同时兼任大连化学物理研究所顾问。他培植了严谨的优良学风，并为创建界面与光催化研究室，强化采油界面现象研究等新学科领域的开拓作出了贡献。
张大煜学识渊博、治学严谨、谦虚和蔼、待人宽厚，善于发挥他人之长，深受同行们的崇敬，在学术界享有很高的威望。他在组织和发展我国的人造石油、石油炼制、催化科学、化肥工业、化学工程、色谱、激光和相应的理论研究等方面都有贡献。在胶体化学、吸附和催化作用、催化剂研究、水煤气合成、表面化学研究等方面发表过学术论文30余篇。
张大煜是中国科学院学部委员，一级研究员，曾当选为中国化学会第二十届理事会副理事长，第一、二、三届全国人大代表，第五届全国政协委员，中国民主同盟中央委员等职。
张大煜为我国科研事业、教育事业和我国第一个石油化学和煤炭研究基地的创建与发展倾注了全部心血，作出了卓越贡献。
为中国科学院创建石油、煤炭研究基地
张大煜在文章中回忆道：“我于1948年初由上海来到东北，解放区处处阳光普照，朝气蓬勃，顿觉心情舒畅，大有来之恨晚之感。当我看到鞍钢、抚顺工业规模巨大，工人兴高采烈地恢复生产时，心想这才是工业救国的处所和榜样。参观大连研究所时，见到很多设备及图书，真像我心目中的天堂，并对各种各样的高压设备爱慕不已。”
不久，他被聘为大连大学化工系主任兼科学研究所副所长。这个所始建于1908年，其前身为日本“南满洲铁路株式会社中央试验所”，是日本帝国主义为掠夺我东北资源进行调查和科研而设置的，盛时日本职工曾达600人，中国工人100人（全部为体力劳动工人和勤杂工）。日本投降后，隶属中苏合营的中国长春铁路管理局，当时该所的研究方向混乱，1948年底到1949年初，苏方移交该所，隶属于大连大学，由屈伯川兼任所长。张大煜到所后，全力以赴地投入接收和改组工作中，克服了重重困难，做了大量思想政治工作，团结留用日本科研人员。这些专家如顾问丸泽常哉、燃料室的小田宪三、沉井专藏、窑业室的闵浩之、资料室的获原定司等，回日本后还一直为促进中日友好而奋斗。
1952年，该所改名为“中国科学院工业化学研究所”（农化室迁往长春综合研究所，窑业室迁往沈阳金属所）。1953年，在所长张大煜和燃料工业部的积极倡议下，成立了液体研究委员会，张大煜任主任委员，侯祥麟任副主任委员，委员有赵宗燠、张定一、刘放、顾敬心、曹本熹等，定期地对研究所的计划和工作进展情况进行审查评议，这对加强研究所与生产部门的协作联系起了很大作用。1954年，工业化学研究所再次更名为“中国科学院石油研究所”，同时成立“中国科学院煤炭研究室”，由苏恒任书记，张大煜任所长兼煤炭室主任。
张大煜回忆当时情形说：“建国前在昆明宜良我曾研究褐煤炼油的方法，那油简直是一杯杯熬出来的……”抚今追昔，他感慨万千。当张大煜领导实力雄厚的队伍重新制订研究合成燃料油等课题规划时，他禁不住心潮澎湃。他认为选择石油化学作为研究所的主要研究方向，使之逐步形成我国第一个石油煤炭化学的研究基地，方向是正确的。在我国天然石油资源尚未发现之前，合成燃料是急需的研究课题，因此他选择了页岩油高压加氢和水煤气合成人造石油两大研究课题。此外，根据抗美援朝战争对于炸药的急需，选择了直链烷烃芳构化制甲苯的研究课题。由于全所研究人员的共同努力，这些研究课题都取得了很好的成果，其中“七碳馏分芳烃化合成甲苯”以及“熔铁催化剂用于流化床合成液体燃料的研究”曾获1956年国家科学三等奖。在完成任务的同时，也为石油工业部门培养了大批科学技术研究人员。
在建所之初，张大煜同时抓了仪器厂的建设和研究室的装备工作（1962年正式成立技术装备研究室）。实践证明，新型仪器的研制对科研成果的取得、推广和放大均具有十分重要的作用，该所是在科学院最早采取这种有效措施的单位之一。
张大煜从实践中认识到：一个研究所必须具有良好的学风，才有生命力，尤其是要有民主的学术气氛。作为所长，必须能容纳不同意见，支持新生事物，才能发挥大家的积极性和创造性。