張學成是張作霖的二哥張作孚的長子，張學良的堂弟。其父死後，他與胞弟學文及三個妹妹均由張作霖撫養成人。但是，同是張門後人，張學成卻成為了漢奸，最後被張學良擊斃了！1888年，張作霖 的父親張有財被賭徒打死，他與二哥張作孚前去報仇，槍走火誤傷人命，二兄被捕，他逃走，隨母親王氏、妹妹去鎮安縣(即黑山縣)趙家廟村(今屬北鎮縣)外祖父家就食，隨後開始走仕途。張作孚出獄後不久在黑山縣任警察隊長，但是剿匪陣亡，所以張作霖視張作孚的幾個孩子如同己出。
幼時，張學成在帥府私塾啟蒙。1919年與張學良同期就讀於東北講武堂第一期。畢業後，與其弟學文一同被張作霖送到日本陸軍大學留學深造，歸國後張作霖提拔張學成為衛隊營營長，不久，又提拔他擔任東北軍團長、旅長。儘管20多歲就升任旅長之職，在別人看來已是奇跡，但張學成卻並不滿足，因為他的確有過高的才幹，其時在他心中有一團奮發的熱火正在心中燃燒，他立志要為自己門宗派系增光，因他是張作孚的長子張作霖的侄子，所以，他的眼睛始終在盯著張學良，此時的張學良已經當上了軍團長。在張學良身邊不舒服，正好張宗昌邀請他到自己的部隊擔任師長，張學成借口「出去歷練一下」，便離開奉天，來到張宗昌手下出任第70師師長。
1924年秋，在第二次直奉戰爭中，李景林、張宗昌所部負責進攻熱河。張學成率部途經臨渝縣千溝鎮時，當地胡匪嫁禍張學成，並以張學成部下名義縱容士兵燒殺搶掠、姦淫婦女，在當地引起極大的民憤。鄉民們把張學成告到軍團長張學良那裡，張學良惱怒張學成為害地方，遂將張學成撤職。張學成被撤了職，反而對張學良產生強烈的不滿，認為張學良六親不認，藉機踩踏自己。
1928年6月，張學良執政東北，托人帶信給張學成，讓張學成回東北，張學成沒有回音。這年夏天， 張宗昌的部隊被北伐軍擊潰，張宗昌逃往大連。失去依靠的張學成在這種情況下也不願意回到張學良身邊，而是轉身投靠了軍閥石友三。
石友三是有名的倒戈將軍，典型的見利忘義之徒。早年跟隨馮玉祥，卻三度背叛馮玉祥。以後，投靠閻錫山後反閻，投靠蔣介石後反蔣，投奔張學良後反張，最後被部下新8軍軍長高樹勳活埋於黃河岸邊，成了河畔孤鬼。
石友三表面歸順張學良，暗中卻又準備奪取「華北王」的寶座。 1931年5月，汪精衛在廣州另組國民政府，委任石友三為第5集團軍總司令。6月間，石友三密電張學成，要他去大連與日本關東軍聯繫，以取得日本人的幫助。7月，以張學良所給軍費少為由，發出討張通電，聯合孫殿英等部攻打東北軍，張學成也在這討張大軍中，為石友三出謀劃策。 7月24日，南京政府下令免去石友三本兼各職，派劉峙、胡宗南討伐。東北軍以於學忠、王樹常兩集團軍進攻。石友三受到兩面夾擊，以失敗告終。張學成逃往天津日租界隱居。
1931年，「九·一八」事變爆發後，張家人、包括張學成的母親、弟妹都逃離瀋陽，後來聽人打聽張學成的母親等人投奔黑龍江哈爾濱的一個遠房親戚，張學成卻從天津跑回瀋陽，找到昔日的日本浪人朋友，放出話說，自己雖是張氏宗族、張學良的堂兄弟，但願意與日本人一道來收拾東北殘局，張學成想效仿叔叔張作霖當年借日本人勢力收復原有張氏家族的地盤。當時，漢奸凌印清剛剛被義勇軍殲滅，日本關東軍正在物色其替代人，張學成的話傳到關東軍後，關東軍司令官本莊繁馬上把張學成找到關東軍司令部，承諾幫助日本人可以返還張氏家族以往的所有權利與財富，並統統還給張學成，張學成得到日本人的幫助開始走上復興家族的使命之路。
張學成說：「張學良是個糊塗蟲，我從小與他一起長大，我還不知道他？我最不服氣的就是他。司令官如此看重我，我一定竭盡全力，效犬馬之勞。 」本莊繁任命張學成為「東北自衛軍總司令」，張學成受寵若驚，將司令部設在黑山縣高山子附近，收編胡匪及凌印清殘部，大肆招兵買馬，很快就擴充了4000多人，下設8個支隊，18個旅。以濫發委任狀的方式拉攏收編胡匪，擴大自己的勢力，並揚言「要揭旗西進，與錦州駐軍炮火相見」。
在與義勇軍的戰鬥中，張學成騎著高頭大馬，衝殺在前，高呼：「我是張學成，速速來降！ 」東北義勇軍多是原東北軍的官兵，都知道張學成是張作霖的侄子、張學良的弟弟，誰也不敢殺他，任由張學成往來衝殺，幾次交鋒都敗在張學成手下。
當時在錦州軍政兩署任職的米春霖、榮臻等人礙於他是張學良的堂弟，覺得很難處理。而身為遼寧警務處長的黃顯聲親赴北平，向張學良當面請示如何處置。張學良頗感為難，二大爺已經不在了，學成是長子，一旦被處置，二大娘一家人決不會饒恕自己。然而，父親被日本人炸死，至今尚未安葬，家鄉被日寇佔領，身為張家子弟不為叔叔報仇雪恨，反而賣身投靠與日寇沆瀣一氣、助紂為虐，這又怎能不令張學良失望和氣憤？
考慮再三，張學良決定召開有張學成弟弟張學文參加的家庭會議，由大家共同決定如何處置張學成。會上，張學良心情沉重地說：「父親在世時，多次叮囑我，一定照顧好學成，不能讓你二大爺在九泉之下不得安生。就因為這個原因，他多次反對我，我都沒有與他計較。可是，我萬沒想到，他竟然越走越遠，投到了日本人的懷中，成了國家的敵人。 」
討論的結果，家人們一致認為，張學成的所作所為，已經背叛了家族、背叛了國家，一定要嚴厲制裁，以慰先人在天之靈。這次家庭會議，史料上沒有記載。1986年，張學成的弟弟張學文從巴西回國省親，向陪同的省政協趙傑等人講述了這一鮮為人知的事情。家庭會議後，張學良給黃顯聲下了命令，消滅張學成及所部偽軍。黃顯聲接到命令後立即在北京拍電報給在錦州的熊飛、米春霖等。熊、米遂集中公安騎兵部隊於11月中旬前往高山子圍剿。
拿了「尚方寶劍」的騎兵部隊再也沒有顧忌，高山子一戰，張學成和日本顧問等一夥日偽官員被擊斃，並生擒偽軍官多人。死的地方離其父張作孚殉職的地方不遠。張學成偽軍的被消滅，鼓舞上遼西抗日義勇軍的抗日鬥志，日軍暫時放棄了進攻遼西的計劃。