1918年2月6日，张明秀出生，四川广元人。出生富裕家庭的张明秀在学校期间受到进步教师的影响成长为一名同情穷苦人民、追求进步的热血青年。

1935年春，红四方面军来到她的家乡，17岁的张明秀毅然放弃了优裕生活报名参加红军，先后在红四方面军妇女部做宣传工作，在总供给部被服厂和卫生部的一个附属医院工作。

1935年夏随红四方面军参加了艰苦卓绝的长征，长征中她担任护送伤员和后卫任务，随部队两过雪山、三过草地，她不畏艰险、不怕牺牲、表现出色，被授予“学习模范”光荣称号，并从一名战士成长为妇女排长。1937年3月，张明秀同志在陕北王家桥光荣地加入中国共产党。同年4月任陕北云岩镇妇女学校一连指导员，后参加延安抗日军政大学第三期学习。

1937年9月，经毛泽东同志批准与罗炳辉同志结婚。

1938年2月，张明秀同志调任八路军驻武汉办事处和长江局工作，在周恩来、董必武等直接领导下，从事机密文件的收发传递兼地下交通员工作。面对复杂斗争环境，她常常勇敢地与特务周旋，在非常情况下显示出来惊人的果断和机智，受到了周恩来同志的称赞。

1938年底，调任新四军军部教导队女生一队政治指导员。

1939年夏起，随新四军五支队开辟淮南抗日根据地，先后任来安县半塔集工作队队长兼总支书记，盱眙县西高庙区区委书记等职，开展游击战争和抗日根据地工作，参与领导了著名的半塔保卫战。

1943年春，调任新四军二师司令部政治协理员。

抗战胜利后，随部队北上山东，先后任华东军区政治部协理员，军区通讯学校三大队教导员，政治处副主任等职。

解放后，张明秀同志先后任华东军政委员会卫生部支委、人事科长、人事处副处长兼党总支书记、华东干部子弟新华小学校长，上海市教育局人事室主任，上海第二医学院附属广慈医院党总支书记、党委书记、上海第二医学院党委副书记、纪委书记，是上海市第七、第八届人民代表大会代表。在1958年广慈医院成功抢救邱财康的过程中，时任广慈医院书记的张明秀全力领导、支持和协调抢救工作，鼓励医护人员解放思想、大胆救治，为创造这次史无前例的医学奇迹发挥了重要作用。电影《春满人间》中白杨饰演的医院党委书记方群就是以张明秀等同志为原型的。在担任上海第二医学院党委副书记期间，她关心同志、尊重知识分子，不拘一格降人才。

1983年12月，张明秀同志离职休养。离休后她仍然十分关心学校的改革和发展，并坚持参加学校的重大活动和老干部的政治学习及各项活动，认真学习党和国家的路线、方针、政策，在思想上、政治上始终同党中央保持高度一致。病重期间，张明秀同志以顽强的意志同疾病作斗争，直至生命最后一刻。

2011年6月13日18时45分，在瑞金医院逝世，享年93岁。