张行信，字信甫，原名行忠，因为避庄献太子讳而改名。是张行简的弟弟。大定二十八年(1188)中进士，累官至铜山县令。明昌元年(1190)，因为廉政被提升为监察御史。泰和三年(1203)，同知山东西路转运使，不久又签河东路按察司事。四年四月，皇帝在泰和殿召见他。张行信便向皇帝进言两件事：一是依照旧例调换吏官以除民害，一是徐、邳一带土地适宜种麦，收粟时应当允许他们交纳麦子使民众便利。皇帝同意他的建议，让尚书省商议后实行。
崇庆二年(1213)，任左谏议大夫。当时胡沙虎已免职为民，但他仍贿赂朝中权贵，想要重新起用。满朝官员没人敢表态。张行信便上奏说“：胡沙虎为人残忍凶狠，骄横跋扈，献媚于近臣，妄图让他们加以称赞。自从被罢免以来，士民百姓无不欢欣鼓舞。如今如再任用，只怕为害更超过往日，况且还会有比这更加利害的事情。”他接连上书奏告，但没有回音。当胡沙虎弑君谋逆时，人们都替他担忧，而张行信坦然自若，不以为意。
当年九月，宣宗即位，改年号为贞..。张行信因为当时没有立皇太子，没有能满足天下人的愿望，上疏说：“自古国君即位，必定立太子作为储君，必然下诏布告中外。我私下见皇长子每当到朝廷的时候，用的是东宫的仪仗和护卫，可是到殿堂时，又和诸王排列在一起。况且已经任命了侍臣，可是至今却没有定下礼节，可说是名不正而言不顺啊！在汉文帝元年，首先就立皇子启为太子，这是用以表示尊从祖先，注重社稷。希望陛下能和大臣们详细商议，斟酌前代的故事，早下明诏，以确定其地位，谨慎地选任官员，辅佐他成为有德行有器度的继承人，那就是天下的大幸！”皇帝嘉奖并采纳了他的意见。
胡沙虎被杀后，张行信上密封奏书主张端正刑赏之事，有关言论记载在《胡沙虎传》中。他又说：“自从战事兴起以来，难以得到合适的将帅，请陛下让重臣各举荐所了解的人员，如果确是可用之才，立即加以召见，公开奖赏，让他们自愿报效国家，必定有舍命报国的人。以前李牧在当赵国将军时，军功爵位封赏都能自己做主，出兵进攻退守等不需听从朝中复议，因而能够北破大敌，西抑强秦。现今任命将领如果不再采用条文旧法将他们约束，由朝中意旨来牵制他们，而是委以全任，责其成功，让他们能够全部发挥自己的智慧和才能，则克敌恢复国土的功业可望有成了！”皇帝赞许他的意见。这时刚刚提拔任用王守信、贾耐儿当将领，他们都是鄙俗不堪、不懂兵法律令的人，张行信担心他们贻误国家大事，便上疏说：“《易》中写道：‘开国和继承大业，小人不可任用。’这是圣人用以警戒后世的，话说得这样严厉。如今大兵纵横遍地，人心惶惶不安，抵抗敌军兴国理政如非贤能而有智慧的人是难以成功的。狂滥庸俗之辈，承蒙提拔，参预机要大事，实在是毫无意义的。”于是，皇帝把他们都罢免了。
代理元帅右都监皇族讹可率兵五千人到通州护粮，遇到敌军立即溃败。张行信上表奏道：“领兵之道，无过于赏罚二字，当派兵对敌时必须让他有所思慕而乐于前进，有所畏惧而不敢后退，然后将士听从命令而功业可成。像讹可败退，就应当公开明确他的罪责，朝廷如果加以宽容，一点不追究，我担心领兵之道未能尽用了。”朝廷下诏回报说“：你的意思已经清楚，讹可等人已经下狱治罪了。”
当时中都受到敌军威胁，朝廷刚刚派使者前去议和，统率军队的人畏缩不敢出战，说是“担心破坏和议”。张行信上书进言说：“和跟战两件事情本不相干，派出的使者专心于议和，领兵的人要一心考虑作战，怎么能以议和作为不战的借口。自从崇庆年间以来，都是因和议而误事，如果我军肯努力作战，略略打败敌军的锐气，那么和议的事早就可以成功了。不久前北方使者前来，但他们的军队仍然攻破东京，入侵河东。如今我方的使者刚派出，将帅们就马上按兵不动，这对和议是毫无益处的。形势越是危急，粮草就越是困难，和议能否成功尚未可知，怎么能够闭门坐守待毙呢？应当乘兵马还强壮的时候，挑选精兵猛将，防卫运输通道，往来和敌军作战，稍微挫败敌人，那么附近储存的粮草就能运进京城，和议也就不用多久就能成功了！”皇帝知道他说得对但却不能实行。
二年三月，因为朝廷搜括民间的存粮，张行信害怕失去民心，便上书说“：近日朝廷命令知大兴府的胥鼎根据方便的办法筹划军粮，胥鼎便奏请允许人们交粟米买官。接着又派参知政事奥屯忠孝搜括官员和民众的粮食，每户存粮两个月，其他全部交给官府，用官爵品级银钱来作为报酬。当时有粟米的人有的已经报数字给了胥鼎，但还没来得及送到官府。奥屯忠孝想多搜粮食来表明自己功劳大，凡是胥鼎已经记载上的数字他也不扣除，民众甚为痛苦。如今米价飞涨，无处可购，民众所存的两月粮食又被夺走，他们将不单归罪于有关方面，也要埋怨朝廷没有明察。大兵已经压境，人人已觉危险，如果再干这种不该干的事，只怕会发生其他变故，那就得不偿失了！”皇帝十分赞同他的话，当即命令近臣前往审视并加以处置。皇帝对奥屯忠孝说“：我已深知你尽心国事，但国家目的是要得到一部分粮食，如今粮已获得，就暂且让民众自行安排吧！”四月，任命张行信为山东东路按察使，兼转运使，仍代理本路宣抚副使。他将要离京时，请求入见皇帝，皇帝在便殿接见了他。他上奏说：“我观察奥屯忠孝这个人虚伪不忠，遇事惨毒残酷，和胡沙虎是同党。”他历数奥屯忠孝的罪状，并且说：“平时无事还容不得一位宰相是没有才干的，何况如今正是多事之秋，能够让这样的人参政吗？希望能立即罢免他。”皇帝说：“我刚即位，选用和罢免大臣应当合乎礼节，你可以告诉他的亲信，转劝他辞去就行了。”张行信便告诉了右司郎中把胡鲁让他转告奥屯忠孝，忠孝却不在乎。
三年二月，改任安武军节度使，兼冀州管内观察使。刚到任，便上书奏四件事，其一是说：“杨安儿贼党早晚就可以抓获，不须忧虑。今日急务，在于收用民心而已。以前官军讨贼，不分好坏，一概杀掉，抢劫财产，掳掠妇女，这就更让居民怀疑和害怕，逃走聚集山林。如今应当明令有关方面，严加管制，不让劫掠平民百姓。这样百姓安心，坏人的诈骗和威胁就不起作用，他们的实力就大减。”其二说“：自从兵乱之后，郡县官吏豪族，大多能够纠集义兵，攻打土匪，朝廷虽然委任他们本地的职务，但不久又派人代任。那些旧官员是当地民众所一向信服的，而新派去的人却未必有才干，危急之时，就会引起事端坏了大事。从今以后，郡县缺少官员，请让尚书省在选人时特别注意，原官吏能使民众感到方便和安定的，就让他们延长任期，如果因为资格品级不够，就先让他们代理，等有功绩以后授予正职，这样才能人尽其才，事情也就容易成功。”其三说“：目前掌管军队的将官勇敢善战的十人中没有一两个，如有敢于作战的人，就应当督责他们建立功勋，不应当任命他们担任其他职务。”其四说“：山东的军需物资都是出卖爵位获得的，可是当这些人带着证书请求任职时，选用官员的选曹往往以有的等级不应当出卖为理由来驳回他们。卖爵位不合适，这是有关方面的罪责，他们个人有什么责任？况且山东为海岱重地，群寇尚未讨平，田地无所收获，仓库毫无积蓄，一旦军饷不足，要再卖给爵位，还有谁肯相信？”朝廷大多采纳了他的意见。八月，召回任吏部尚书。九月，改任户部尚书。十二月，转任礼部尚书，兼同修国史。
四年二月，任太子少保，兼以前的职务。这时，尚书省上奏说：“辽东宣抚副使完颜海奴进言，参议官王浍曾说，本朝是高辛氏、黄帝的后裔。原来汉代始祖陶唐氏，唐朝先祖老子，都被立庙祭祀。我朝至今已有百年，不替黄帝立庙，岂不是有愧于汉、唐吗？”又说：“本朝刚刚开始兴盛时，旗帜为赤色，这是因火德而兴是很清楚的。主德的祭祀，缺而不论，也不合礼经里重祭祀的意思。这是我听王浍所说的，请朝廷商议这件事。”皇帝诏问有关部门。张行信奏道：“查《始祖实录》，只说是从高丽而来，并没有听说出于高辛氏。如今据其所说要建黄帝庙，黄帝为高辛氏的祖先，借以绍继，那就应当是木德，而今却说是火德，又从何而言呢？况且建国初期太祖有遗训，因为完颜部崇尚白色，又取金之不变色，便以大金为国号，并没有议及德运的问题。近至章宗才聚集百官商议，而以继承被灭的宋国之后，定为土德，并用以告祭宗庙诏示于天下了。可见王浍所说是狂妄无知。”皇帝赞同他的看法。
八月，皇帝准备祭祀太庙，下诏依照世宗所定的十六拜的礼仪。张行信和礼官们一起参议确定了礼仪的制度，上奏说应当采用四十四拜的礼节，皇帝表示赞赏，奏言记在《礼志》中。祭完，赐给张行信宝券二万贯、彩锦十端，并对他说：“太庙拜礼，我原想依照世宗时的实行的，您所进的奏章，详细叙述了各室宣读祭文的情况，十分有理。如果不是你进言，我差点失礼了，所以特别奖赏你。从今以后，各事更应当尽心。”当年十二月，张行信因父亲张日韦去世而离职。
兴定元年(1217)三月，起任恢复旧职，代理参知政事。六月，正式拜任参知政事。当时高琪当丞相，专权用事，恨那些不依附他的人。衣冠士人动则遭他侮辱，唯独张行信多次引用旧制尽力反对他的胡作非为。适值宋兵入侵边境，朝廷商议派使者前去详问原因。高琪等人认为是有失体面的事情，唯独张行信上奏疏说：“如今有人认为派使者不合适，我十分疑惑。评议人的理由不过是说：‘派使者就是先表示软弱，对方或者不回话，或者回话了却不逊，这样就更加丧失国家的体面。’我独不以为然。对方乘我方有机可乘前来挑衅，几次大肆入侵掳掠，边臣用兵打退了以后又重来，我方作为大国不以言辞责问而用兵对抗，难道就不是示弱吗？至于责问之后不回报，或回报却出言不逊，理屈就在于对方，对我有何损害？过去在大定初年，对方曾经不肯顺从，世宗虽然派遣丞相乌者到汴京设立行省，实际上又命令元帅撒合辇先以言辞责问，对方便表示伏罪。后来宋国国君夺去国书，朝廷又准备派兵问罪，丞相娄室独自认为不行，当刑部尚书梁肃奉命前去时，不久对方也就屈服了。在章宗时期，是最为猖狂的，尚且先以理责问然后用兵。可见派使者详问正是国家的惯例，有什么失国体可言？况且目前国家多难，戍兵为时已久，不想法让他们休息，怎么取得民力？我是一个书生没有什么高明的办法，但办事应当珍惜机会，不敢不竭力陈述自己愚暗的想法，请陛下明察。”皇帝又让尚书省商议，高琪等奏道：“张行信所说，固然是遵循旧例，但今天的事情和过去不同。”皇帝下诏让暂时等一下。后来，高汝砺也上奏说先派使者不合适，这个动议便停止了，高汝砺的话记在《汝砺传》中。
当时监察御史多被判罪，张行信便上奏道“：大定年间，监察御史有罪大抵收取赎罪费，或者夺去俸禄，重的降任外地职务而已，偶尔有被判决的也是有其他原因才这样。当时的辅政大臣程辉已经当面争议认为是不适当的。朝廷又有旨意，监察的职务主要是弹劾官员，看他们是否守法，并非凡失察的都是这样。近来也不问事情的大小、情节的轻重，一概判决，认为是大定以来的规矩，先朝的明训，太过分了。”于是，诏令尚书省重新确定监察的罪名制度。
史馆编修《章宗实录》，尚书省奏道：“旧规定，凡修史，宰相和辅政大臣都参预。但由女真和汉人各出一人。崇庆年间，既由参知政事梁王堂兼管，又让翰林承旨张行简同管，这是因为张行简家学相传，多有考据。如今修《章宗实录》，左丞高汝砺已充当兼修官，应当让参知政事张行信同修，如同张行简的时候一样。”皇帝批准。
二年二月，出任彰化军节度使，兼泾州管内观察使，皇帝对他说：“当初，我因为朝臣们大多称赞你的才能，因此让你参预机要大事。可是你在朝廷商议时，总是不按正道，乱提异议，很不合为相之道。又听说你近来不把正经事情放在心上，莫非是想分裂土地的缘故吗？如今任命你这个职务，你应当知道原因。”起初，皇族的合周逃避敌军不敢出击，并且假称是秘密收到朝廷的旨意，被逮捕入狱以罪该杀。众皇族都上奏章表示不同意见，并请求赦免，但皇帝不从，高琪认为自古以来犯了法没有因哀告而免除的。张行信却说“：事不论古或今。不过合周平时一向忠孝，也许可以宽免他。”又因当时张行信的族弟张行贞居住在山东，接受了红袄贼的任命，枢密院收到宋国来书，其中有牵涉到张行信的事情，所以让他离开朝廷。张行信的儿子张莒，当时任尚书省令史，朝廷也让另行任用。
起初，张行信进言说：“依今日的法令，官员犯罪，多依照法律判决。我见大定年间世宗下旨，官员犯有故意违反圣旨的罪，徒刑、杖责并判决。可是在以后的三十多年间，有关部门定罪，都不曾引用，这也不是经久而成惯例之事，请详加论定。”张行信离开朝廷以后，皇帝将这份奏章交给尚书省。这时，宰辅们上奏说“：从今以后，凡因违犯所奏条款所指明各项规定的，应当判为违背皇帝圣旨罪的，他们判徒刑年限，责打的次数可允许赎罪。特别送去了诏令圣旨而故意违背的，依照大定年间的条例执行。”皇帝批示同意。张行信离开朝廷不久，皇帝曾经对宰臣们说“：自从张行信被降职之后，你们便闭口不说话了，这极不应该。张行信的事情，你们都是很清楚的，哪里是因为进言的缘故？从今以后应当言无不尽，不要有所畏忌。”
张行信刚到泾州，立即上书说：“马匹是军队的根本，如今战事不止，马匹不可延缓办理。我自到泾州，听说陕西的豪强大都去河州买马，转卖到内地，获利百倍。当见到省里派去的买马官平凉府判官乌古论桓端到洮州买马时，用百铤的银子买到近千匹马，他说在生羌、木波各部，蕃族人家养了许多马。以前由于派去的官员或者故意压价，或者仗势抢夺，因而产生不和，而且常受到银子少的限制，所以难以多得。又听说蕃地今年秋收不好，需卖马得银买粟米。冬春之际肯定缺少食物，马价很低，请让有关方面运银和粟米到洮、河等州，选派熟悉蕃邦情形，通达而能随机应变的像桓端这样的人去购买和交换。如果用银万两，就可以得到良马千匹，机不可失，请朝廷尽快考虑。”
他又说：“近来沿边的将士们立功，朝廷派使者前去宣旨，赐给官爵，他们无不感激皇恩，愿出死力报国，这也是激励他们的好方法。可是，他们赠送使者的或者马匹，或是金钱，成为惯例了，这是我所不能理解的。大定年间，曾经制定送给宣读圣旨的使者礼品时，凡五品以上官员都有规定的数目，后来竟然废止了。何况目前时局和过去不同，而那些受封为六品以下以及只是散官的人也免不了送礼，有的没法备办礼物，便向部下收取来应付，甚至有人因此犯了罪。那些将士们拼命立功，朝廷刚给予赏赐官爵，而他们又要因送礼物而发愁，这哪里是朝廷的本意？请令有关方面依照大定年间规定，参考目前时局，明确规定数目一律等同，让他们收受之间有限度，这样无伤大体，而上下齐美了！”
又说：“近来听说保举县令，特别增加他们的俸禄，这也是朝廷对民众的善意。然而从潼关以西，至今还没有到任的，远方的民众不能总是没有指望，难道是举荐的人数少，因而不足吗？请诏令内外官员，增大选举范围，以补其缺，让天下人都得到好处。况且县丞、主簿、县尉也都是接近民众之官，却独不增加俸禄，他们既然不够自给自足，又怎么能禁止他们侵占和牟利呢？有人认为国家经费正紧张，不应当乱花钱，这是很不对的。给官吏俸禄丰厚，正是要让他们不侵扰民众，民众安宁国家就安定，怎么是乱花钱？假如能够裁减那些机构中无事无用的官员，不养那些毫无用处的人，又何必担心费用不足？如今一个人当兵，全家都由国家供给，军人死亡后，又供给他的子弟，以激励军心，为国尽力。至于没有男丁的家庭，他们的妻子和女儿仍然供给，这是什么原因？自从皇帝车驾南巡以来，已负担几年了，都张着嘴等吃饭，农民就要受困。国家时常担心存粮不足，这也是因为赡养这些老幼几千万人，多人求食，白费的金钱也正在于此。如果立即停止供应，恐怕流离失所，但应当规定时间，让他们各自想办法，到规定期限便停止供应，他们又有什么可说。”皇帝大多采纳他的意见。
元光元年(1222)正月，升为保大军节度使，兼任..州管内观察使。二月，改任静难军节度使，兼..州管内观察使。不久，告退离职。哀宗即位，召用旧官员，起用他为尚书左丞，他奏事已略不如以前那样，名望也有所降低。不久，又请求退休回家，日常只是抄书教给子孙们，并在汴城东面修建园林，建一座亭子称为“静隐亭”，他时常跟侯挚等人在里面游览吟咏。正大八年(1231)二月乙丑，死于嵩山的崇福宫，当年六十九岁。他初次游览嵩山时，曾经说：“我多想主管这座山！”果然死在这里。
张行信为人品德纯正直率，不喜欢粉饰自己，虽然两次担任丞相，却依然像没有当官一样。他遇事敢于发表意见，无所畏惧和避讳，每次在皇帝面前奏事时，别人都替他捏一把汗，而张行信坦然自若。他去世时，即使是平日非常嫉妒他的人，也在说一个正派人去世了。初到汴京，他父亲以御史大夫之职退休时身体还很健康，他的哥哥张行简任翰林学士承旨，张行信任礼部尚书，各子侄当中许多人中进士当了官，这是当世所未有过的情况。