1946年,张履谦考入清华大学学习。1948年,张履谦地下入党。[4]1951年,张履谦大学毕业,参加中国人民解放军,被分配到军委通信部工作。[4]同年,在抗美援朝战争中,张履谦奉命到前线去解决雷达抗干扰问题。[6][2]1956年,张履谦参加了国务院编制中国十二年中、长期科学技术发展规划工作,将电子对抗事业纳入中国国家科技发展纲要。[7]1957年,张履谦带领团队攻克了地空导弹制导雷达总体设计扥技术难题,并完成了“红旗一号”防空导弹制导雷达的仿制和“红旗二号”制导雷达的研制和定型。[7][4]1984年,张履谦和国内专家一同提出在中国建设双星定位系统(即北斗一号卫星导航系统)的建议,揭开了中国建设北斗卫星导航系统的序幕。张履谦作为中国第一代卫星导航系统的策划者之一,还参与了中国第二代北斗导航卫星的研制方案设计和技术攻关,指导卫星系统和地面系统的建设。[7]1985年,张履谦被调往航天工业部科学技术委员会,从事空间技术领域工作。他谋划多种卫星研制,参与载人航天、空间站、探月等工程研制。[7][4]1995年,张履谦当选中国工程院院士。[3]2010年,84岁的张履谦仍然奋战在中国航天事业的一线,他被聘为“神舟八号”飞船和“天宫一号”目标飞行器交会对接测量与控制专题组首席专家。[8]