张兆栋17岁进入邑庠读书，24岁中进士，授刑部主事，平反了许多冤假错案。1862年署陕西凤翔府知府，恰逢凤翔府城爆发动乱，他整合各方力量，抵御城外敌军，坚守半年，直到动乱平定，这为其升迁奠定了重要基础。
伯父慧眼识珠 认定光耀门楣
　　在潍县，张氏家族历史最久、最负盛名的有三族。一是明代陕甘总督张尔忠一族，祖居潍北大常疃，后居潍城大十字口以西，即潍县中学旧址。二是清末广东巡抚兼摄两广总督张兆栋一族，祖居河北沧州，后居潍县西门大街。三是清代著名学者（诗人兼历史学家）张昭潜一族，明朝万历年间，从寿光南关迁入潍县东关前署街一带居住。三族各有其特点。自河北沧州迁潍的张氏家族，三代相继。一家出了四个进士，成为书香之家，潍县四大望族之一。世居潍县城里西门大街，道北大门上悬挂御赐“太史第”匾额。
　　道光元年（1821），张兆栋出生于潍县。他的曾祖父、祖父、父亲都有较好的品德，但是名声却不显扬于世。他的伯父是一位贡生，慧眼识珠，在张兆栋年幼的时候，伯父就曾说：“能够使得我们家昌盛的，就是你啊！”此后，便全心全意教育张兆栋。张兆栋17岁进入邑庠读书。
任凤翔府知府 多措施应对动乱
　　1843年中举人，两年后中进士，授刑部主事——张兆栋果真不负众望。在担任刑部主事期间内，每次遇到疑难杂案，他总反复推敲，仔细斟酌，平反了许多冤假错案。1862年，张兆栋署陕西凤翔府知府，到任刚三个月，便遭遇了凤翔府动乱这一重大事件。尤为珍贵的是，张兆栋还将自己的所见所闻、亲身经历记录下来。后人据此汇成《守岐公牍汇存》《守岐纪事》等重要历史文献，为后人研究历史提供了宝贵的史料。
　　凤翔府，地形险阻。同治元年（1862），太平军进入陕西，渭南县有人也趁机起事，他们杀掉官吏，占据城池，颇有气势汹汹之意。同州、华州一带也发生了动乱，而凤翔府与之接壤，内部局势也万分危急。在这时，有人劝张兆栋以疾病为由辞去官职，也有人以世俗之语“五个月不到任”劝张兆栋缓期到任。但是他却说：“事由天定，道在人为。我按理应该尽忠职守，不能为了利弊而谋求个人私利，怎么能够临阵脱逃呢？”
　　到任后，张兆栋表面上对于动乱之人多加安抚，私底下加紧练兵。同时，他也进行了调查，命令当时的凤翔府凤翔县令唐霈霖召集耆老，开诚布公，彼此要讲信修睦，换立誓约。一旦发生一些案件，应该迅速处理，不可延宕。农历八月初四，城内的部分士兵发生了动乱。张兆栋听闻之后，立刻赶赴城墙之上，并发文乞求援助，进行任务分工，拟定条规，分帖城楼，谕令军民一同遵守。部署下发之后，人心有所安定。张兆栋带领士兵巡视东城，他预感到有人已经谋划叛乱，先好生安抚他们，再做打算。
雨夜带病巡视城池
直到敌退方得休息
　　起初，战事并不顺利。农历八月初九，西南乡团共集合了27000多人，出城会剿动乱，但是不料被敌军奋力冲杀，乡团因畏战纷纷逃离，敌军乘势追杀，直至西城。城池之上用大炮轰击，敌军方才退却。自此之后，民团各归各乡，畏敌如虎，不敢再言战。
　　当日，风雨交加，漆黑一片。三更天之后，风雨愈加猛烈，天气变得尤为寒冷。垛夫纷纷逃离城池，虽屡屡禁止，但仍旧无济于事。城池之上的泥土达到五寸深。张兆栋在黑夜中巡视，全身湿透。天刚明时，他回到南城休息，因寒气所逼头晕目眩，疲惫不堪，回到衙门调理仍未减轻。到晚上，城外喊声四起，他勉强支撑病体，登上城池。过了一段时间，城外的敌军退去，他下令各城要小心防守，此时他才得以休息。次日，连续服用药剂方才痊愈。
　　
　　环境恶劣整合力量
　　请求奖励有功人员
　　此时，各地的援军渐多，当时的人都认为兵力渐渐丰厚，剿灭敌军指日可待。但是张兆栋却看出了一些弊端，虽然人数众多，但是军队并没有严格的纪律，各怀意见，成尾大不掉之状。果然，在后来的战斗中连连受挫。为了更好地指挥军队，张兆栋在府署设置防剿局，事无大小，均由局酌议。
　　农历八月十三，在战前布置好战术，但是等到作战的时候，前队抵挡不利，局势大乱，此时，对方攻城局势猛烈，炮弹如雨水般降落在城池上。官绅督战，拼尽全力，至四更天方才退却。此时，环境极为恶劣，张兆栋整合各方力量，抵御城外敌军。
　　凤翔府被围困长达6个月，在危难时刻，张兆栋作为地方大员，不畏艰难，修建城池，练兵备战，激励士卒。前后经历50余场战斗，可谓十分艰辛。叛军为了围困城池，挖了壕沟，张兆栋冒着生命危险，登上城池，慰劳守城士兵。有一次，叛军用地雷炸开了城池的西南角，蜂拥而入，张兆栋亲自督战，抵御敌军。
　　次年农历正月廿七，皇帝发布上谕：凤翔府被围，无兵救援，坚守半年之久，值得称赞。命令各方调集力量，迅速解凤翔府之围。四月初九，皇帝颁布诏书，认为张兆栋尽忠职守，应多加奖掖。但是张兆栋认为，动乱尚未完全平息，将士出生入死尚未获取功勋，他便上书请求皇帝先行奖励作战有功人员。
　　次年农历九月十三，张兆栋的三弟张兆椿与母亲一同来到府署。回想到已经与母亲6年未见面，张兆栋内心不禁悲喜交加，喟叹不已。
　　在守卫城池的时间里，张兆栋展现了自己的能力，获得了清廷的信任，也为其升迁奠定了重要的基础。1863年年底，张兆栋补凤翔府知府。