东汉时，敦煌郡东部有个渊泉县，这里泉水潺潺、绿草茵茵。粟麦菽麻，碧绿葱茏。草原无际，牛羊成群。县城里有一家姓张的豪门显族，主人就是有名的战将、学者——张焕。张焕生有三子，长子张芝，字伯英，号张有道。次子张昶，字文舒。三子张猛，字叔威。兄弟三人从小就受到诗书礼教的熏陶。虽然张家生活十分优裕，但张芝并未养尊处优，毫无纨绔习气。自孩提时起，就操守高节，有志向，决心做一番留名于世的功业。张芝从小看到父亲仕途坎坷，虽战功显赫，但屡遭奸佞阉宦的诬陷，几乎丧命。因此，他对官场的尔虞我诈深恶痛绝。立志不入官场，走学业立身的道路。
张芝7岁时，父亲请了一位德高望重，很有才学的老师，不仅教他识字，还教他描红练字；不仅启发他刻苦用功，还教他如何做人。3年之后，又送张芝到繁华热闹的敦煌郡学馆读书。郡学馆坐落在敦煌城北，学馆院外有个大水池，水清见底，波光粼粼。四周绿树环抱，浓荫蔽日，池旁长满花草，十分清静。从小县城来到大郡府，张芝虽觉得新鲜有趣，灯红酒绿，但知道学业要紧，住在学馆，从来不到大街上去逛马路、看热闹，更不去游山玩水，只是专心致志地埋头读书练字。
每天下午，张芝都要在清静的水池边练习毛笔字，这已是常规。池边没有桌凳，就搬来方正的石块当书桌，小石条当凳子。当时的造纸术刚发明不久，纸张的生产数量有限且很昂贵。张芝主要用竹简来练习书法。搬来一捆捆竹简练字，过上几天，写过的竹简堆得像座小山，他就放进池中浸泡，然后刷洗干净，晾干了再写。在竹简上练写行书、楷书还算流畅，但练习草书就不顺手了。为此，他心中不快。
正在他苦闷之际，启蒙老师带着女儿看他来了，并带着父亲写给他的一封信和一个包袱。张芝拆信一看，父亲告诉他：启蒙老师愿把女儿许配于他，只要见过面后双方同意，便可定亲。双方父母都不强求成婚。并托老师给他带来白绸子三匹，供练草书用。原来老师的女儿自小也爱练字，其功底深厚，隶书技艺尤为精湛。张芝对她早有所闻，今日相见，姑娘貌似天仙，又喜爱书法，正和他心心相印。数日后，两人情投意合，结为连理。
从此，张芝就用竹简练习楷书，用白绸子练习草书，技艺有了很大的长进。同时，在夫人的指教下，也常练习隶书。每天坚持练习三种字体，从不间断。竹简、白绸用光了，但书写兴趣正浓，来不及去洗，就把替换的衣服也用来写字练笔了。无处再写了，把竹简、绸子、衣服放在池水中洗净，晾干后再写。这样过了5年，清清的池水变成浓浓的墨池，用笔蘸水就可以写出墨黑的字来。因此，人们就把这池塘叫做“张芝洗墨池”。
张芝的书法遒劲，技巧娴熟，工行书、隶书，尤其擅长草书，精心研究崔（崔瑗，东汉学者，草书大家，著有《草书势》）、杜（杜操，以善章草出名）笔法，摆脱旧俗，独创一体。他写的草书一笔到底，连缀不断，气脉贯通，好比惊蛇出草、飞鸟出林，后世人称“一字飞白书”。张芝的书迹保存在《淳化阁帖》的有五帖。并著有《笔心论》，今已佚。历代书法家对张芝都很尊重，称他为“草圣”。
