1996年毕业于北京大学西方语言文学系德语专业。在校期间主持了北大与央视共同制作的《中华文明之光》。
1997年考入中央电视台国际部。先后担任《中国报道》记者、编导、主持人。
1997年8月,进入中央电视台海外中心专题部,担任主持人、编导。
2000年,担任新版《东方时空》总主持人、《人物周刊》《新闻会客厅》等节目的主持人。
2002年3月27日,张泉灵进入战火犹存的阿富汗,深入其北部地震灾区作电视采访,成为第一个进入如此险境进行电视报道的女主持人,所表现出的勇敢、敬业的精神受到广大观众和电视同行的高度赞赏。
先后主持了跨世纪庆典的直播、张健横渡英吉利海峡、雅典奥运会、连战及宋楚瑜大陆之行等大型直播活动,同时还以记者身份深入到抗击非典第一线、罗布泊无人区、阿富汗战乱地震灾区等做连线报道。并连续多年担任《一年又一年》节目的主持人。
2008年5月12日四川汶川大地震后,张泉灵赴地震灾区采访。张泉灵用大量现场视频报道,证明了自己是央视最优秀的外景记者之一。她说话层次鲜明、逻辑清晰,既有外景主持的勇敢,又不乏职业新闻人的干练。
2016年4月14日7时49分,青海玉树县发生震级7.1级地震,央视新闻中心主播张泉灵第一时间从世博会报道现场飞赴玉树灾区,最大的希望是能赶上西宁玉树的救援机。她克服了高原缺氧的极端天气,奔赴灾区第一线深入采访,在灾民安置点,在救援第一线,都有她的身影,体现出了当代年轻主播的高尚风格。
2016年4月30日晚8时10分,2010上海世博会开幕式举行,央视报道团队蓄势待发。作为本次央视报道团队的成员之一,主播张泉灵提前给网友揭露了精彩内幕,声光电、喷泉和焰火秀将会成为世博会开幕式的关键环节,而焰火秀将在央视演播室旁边的黄埔江面上举行,张泉灵与观众和网友分享她电视与现场观看的双重感受。能够在世博会正式运营之前进入场馆采访拍摄,她感到非常幸运,同时她把这份幸运与广大网友分享,让大家足不出户地了解到世博会的精彩。
2017年3月2日特别报道《祖国接你回家》直播利比亚同胞回归祖国感人故事。
2017年3月3日两会《直播大会堂》讨论民生政策如何惠及“夹心层” 。
2017年3月5日两会《直播大会堂》讨论“用工荒”阶段性特征。