早年经历

张星贤的祖父为漳州府漳浦县人，移民台湾后，在台中地区经营肉铺、米店，日据时期曾担任过“保正”（村长）。父亲张启明曾经在台中担任过教师，后来改行作生意，经常往来于台湾及福建、广东地区。

张星贤1910年出生于台湾台中厅涂葛堀支厅（今台中县龙井乡），小学四年级时曾随经商的父亲及家人至汕头住过两年。回台后迁至台中，就读台中州立台中商业学校（今台中技术学院）。毕业后曾至福州担任过短期的小学教员，并和田径选手马敬华一起练习过。

他在小学时期，即被日籍足球教练发现出过人的运动天赋，邀他踢足球。后来加入田径队，练习中长跑，曾代表台中州参加全台湾的比赛。19岁到台北参加“建功神社祭典田径赛”，主攻项目1500米落选，却在三级跳远项目以13米15佳绩获得冠军，从此改练跳部。

隔年参加全台湾运动会，在三级跳远项目跳出14米08的成绩，获得金牌，并取得赴日本东京参加“神宫竞技大会”的资格。虽然后来在东京的比赛因伤而未获佳绩，但对于他从事田径运动的视野与决心，却有极大的助益。

远东运动会台湾区选拔赛落选事件

1930年，第九届远东运动会在日本东京举行。张星贤报名在台北圆山运动场举办的台湾区选拔赛，预备参加三级跳远及跳远两个项目。

在三级跳远竞赛中，张星贤跳出14公尺49的个人最佳成绩，荣获冠军。该项成绩不仅比当时全台最强的张加再还好，也超越当时的中华民国全国记录，更直追在日本的织田干雄、南部忠平等名将。如果参加远东运动会，足可以进入前三名。

虽然在跳远项目三跳失败，但凭三级跳远项目的优异表现，原可顺利入选代表队。但当时主导选拔作业的日籍体育会“执事”树备昌二，向来歧视台湾人，刻意只选了三个日本人。张星贤因身份差别而落选，对他后来的生涯规划造成很深刻的影响。

早稻田大学时期

张星贤就读台中商业学校，曾在练习田径时认识一位在台中制糖服务的日本人笠原，他是早稻田大学毕业生，在校时也是田径选手。由于他的介绍，张星贤得以前往早稻田大学就读商学系，并加入田径队。在校四年期间，获得旅日成功商人，后来回台担任台湾省政府委员及民政厅长的杨肇嘉经济援助，始得以顺利完成学业。

在早大田径队初期，他专攻跳部，主力项目为跳远及三级跳远。当时日本的跳部实力全球顶尖，尤其以三级跳远项目为最，有七、八位选手具备世界十杰的实力，包括获得1928年阿姆斯特丹奥运会金牌的织田干雄与第四名的南部忠平两位早稻田队友。由于跳部出头极为困难，张星贤遂改练其他项目。

张星贤先在1931年的早庆对抗赛参加400公尺赛跑，以52秒正的成绩得到第三名。随后在同年5月的日本大学田径赛里，首次参加400公尺中栏竞赛，在踢倒最后一个栏架的情况下，仍以58秒4得到第二名。当时的日本全国记录只有57秒4，这样的成绩给他及队友带来极大信心。这一年他的成绩进步到56.8秒，打破日本全国记录。

1932年5月28日的洛杉矶奥运会全日本选拔赛，张星贤在400公尺复赛跑出50秒4的第一名佳绩。翌日决赛只跑出51秒，获得第四名。5月30日报纸公布选拔结果，张星贤以400公尺中栏及1600公尺接力两个项目入选奥运代表团，成为第一位当选奥运选手的华人。

参加洛杉矶奥运会

1932年7月31日下午2时30分，张星贤参加洛杉矶奥运会400公尺中栏预赛第一组，同组共有5人，位于第二跑道的张星贤跑出57秒的分组第四名成绩，未能晋级复赛。

张星贤不仅是第一位参加奥林匹克运动会的台湾人，相较于代表中华民国同时参加该届奥运会的刘长春，张星贤的报名时间、进入选手村报到时间及上场比赛的时间都比较早，因此也是第一位参加奥林匹克运动会的华人。

南满铁道任职时期

1934年早稻田大学毕业后，张星贤于年底考上南满洲铁道株式会社（简称满铁），隔年4月赴大连报到。任职满铁期间，他持续投入最喜爱的田径训练，参与各项比赛，并积极争取参加次年的柏林奥运会。