1931年7月4日，张桃芳出生在江苏兴化市陈堡镇的一个农村。
抗日战争时期，在共产党等抗日力量的领导下，人民奋起反抗日寇，张桃芳加入了儿童团，他们的任务就是在村子周边放哨侦察敌人。 [9]
1951年3月，张桃芳参加中国人民志愿军，正式成为一名军人，在第24军72师214团3营8连当通讯员。 [2] [9]
1953年1月29日，张桃芳开始参加狙击小组，到5月25日为止，除去集训、开会等活动外，实际参战时间只有31天，累计耗弹442发，毙敌214名，创下了志愿军狙击手单人最高战绩。 [2]
1953年5月26日，张桃芳被选为代表，归国出席第二届全国青年代表大会。 [2] [16]
1954年，张桃芳报名参加飞行员培训，成为新中国第一代歼击战斗机飞行员。 [16]
1954年8月14日，张桃芳进入徐州预备航校学习飞行。在其后的飞行生涯中，曾驾驶过雅克-18教练机、米格-15和米格-15比斯战斗机。 [14]
1980年，以副团职退休。后享正团职待遇。 [14]
1985年，退职后到潍坊市第一军休所休养。 [15]
2007年10月29日，张桃芳在潍坊市潍城区第一军休所逝世，享年77岁。 [1-2]
1954年，张桃芳调入空军任歼击机飞行员，退役后在潍坊空军某师任政治教导员 [2]。
曾任中国人民解放军空军地空导弹独立九团副参谋长。 [14]
1952年9月，张桃芳随整编第24军214团入朝参加抗美援朝战争。张桃芳没有想到的是入朝后，团里第一次射击考核他的3发子弹竟然全部脱靶。张桃芳被调到炊事班帮厨，他暗暗发誓一定要苦练射击，杀敌卫国 [12]。
1953年1月11日，上甘岭战役结束后不久，张桃芳所在的志愿军第24军接替第15军来到了阵地的最前沿，他所在连队的任务就是坚守597.9高地7号阵地。踏上英雄黄继光牺牲的阵地，激起张桃芳上阵杀敌的强烈愿望 [12]。连队要选射击技术过硬的战士成立射击组，继续开展狙击战斗，配合正在进行的停战谈判。张桃芳通过考核后参加狙击。张桃芳逐步参悟射击要领，战绩领先。他反复钻研，发现他使用的莫辛-纳甘步骑枪枪管短，击发时后坐力大，子弹出膛时如有丝毫偏差，射出200米以外就会偏出很大距离。找到了问题所在，张桃芳日夜苦练反应速度和射击精度，同时也练就了一双火眼金睛 [7]。
初上前线的张桃芳训练很刻苦，日夜琢磨手中步枪的性能和使用方法，并在实战中摸索创造出“三点交兵”游击射击战术。他在阵地上构筑了5个狙击点位，相互以交通壕连接，部分狙击点位后方还挖有专门用于躲避敌方炮击的防炮洞。
上甘岭地区地形复杂，射击需要考虑敌人运动轨迹及当时的风速、地形等多个因素，张桃芳便将敌人难走的道路和敌人经常落脚的地方，统统测好距离，编上号码，作为固定的封锁点。
刻苦训练加上勤于琢磨，张桃芳不到两个星期就适应了狙击角色。22天里，他用247发子弹，打死71名敌人，给敌人以极大震慑。
在双方长期拉锯的阵地防御作战中，美军经常派出炮兵观察员对志愿军阵地进行侦察，引导炮火攻击，给志愿军造成较大杀伤。因此，敌人的炮兵观察员被确定为志愿军冷枪狙击的重点目标。张桃芳使用手中的这支步枪，曾在一天时间内连续狙杀敌3名炮兵观察员，使敌军的炮击效率大为下降。
冷枪冷炮狙击作战使以美国为首的“联合国军”和南朝鲜军损失惨重，美军一度把上甘岭称为“狙击兵岭”“伤心岭”。 [16]张桃芳的事迹随后通过第24军《火线报》在阵地上广为流传 [7]。
张桃芳成为全连头号狙击手。24军军长皮定均听说后，起初不相信这个新兵这么厉害，找了一位作战参谋，带上一对自己都舍不得穿的皮鞋，嘱咐参谋“要亲眼看见他打中三个敌人就把鞋子送他”，后来张桃芳就在这个参谋面前打中了三个美国鬼子。后来，皮定均军长到张桃芳所在连队视察，让参谋将一支莫辛-纳甘M1944型步枪奖励给张桃芳。 [13]
自从上甘岭的597.9高地出现志愿军狙击手后，吃尽了苦头的敌军官兵再也不敢在前沿阵地晃悠。他们开始挖工事防备，工事建成后整天躲在里面不敢抬头，连大小便也用罐头装着，抛出工事外。难怪他们后来给上甘岭北山阵地起名为“狙击兵岭”。美军还专门调来了狙击手予以反击。
1953年初，张桃芳刚到阵地准备上狙击台，突然一梭子弹打在身旁，张桃芳忙趴在交通壕里，顺手拿起一顶破钢盔，用步枪撑到壕沟外，但晃了老半天，对方并不上当。张桃芳突然从战壕里蹿起，几个箭步穿过空地，向另一个狙击位冲去，引来对面机枪的一阵扫射，子弹就打在张桃芳的脚跟旁。他身子一斜，顺势像中枪一样摔进掩体里。这个假摔动作骗过了对方，对方停止了射击。 [8-9]
不甘失败的敌人很快调来狙击高手。对于张桃芳而言，真正的较量开始了。一天，张桃芳刚进入阵地，突然，一串子弹与他擦肩而过。狙击手的直觉告诉他，真正的高手出现了。可对面的敌人似乎有意吊人胃口，一连几天不再出现。几天后，张桃芳再次来到射击点位，刚要探头，一颗子弹径直朝他飞来。张桃芳就地一滚，趴在坑道里，佯装中弹。他十分清楚，此时对手一定在观察“战果”。过了一会儿，张桃芳悄悄爬到射击点位的另一侧，顺着子弹来袭的方向，仔细搜索对手位置。眨眼间，又一串子弹飞来。透过一处岩石的缝隙，张桃芳看到一挺带瞄准镜的重机枪藏在岩石后面，枪口正对着自己。张桃芳准备主动出击。他在堑壕里匍匐前进，向另一个射击点位移动。快到达位置时，他纵身一跃，故意暴露自己并快速进到点位上。这时，一串子弹再次打来。张桃芳深知对手的厉害，不仅打得准，而且反应极快。耐心等待了几分钟后，张桃芳抓住敌人停顿的一刹那，突然举枪并扣动扳机，子弹不偏不倚击碎了敌人的头颅。几乎与此同时，对面射来的子弹贴着他的头皮飞了过去，张桃芳终于赢得了这场生死较量。 [7]
张桃芳在志愿军开展的冷枪冷炮狙击作战中逐渐成长为一名神枪手。像其他出色的射手一样，他开始将战斗中积累的狙击作战经验传授给其他志愿军战士。
费金海是他培养的狙击手之一。很快，费金海也名列志愿军“杀敌百名狙击手”之中，开始培养新狙击手。正是这种高效的帮带，使志愿军的狙击手队伍不断壮大 [16]。
