张旭东曾长期在中国人民解放军沈阳军区服役，历任中国人民解放军陆军第39集团军步兵第115师师长、师党委副书记，陆军第40集团军副军长、集团军党委常委，陆军第39集团军参谋长、集团军党委常委；

2014年2月，任中国人民解放军陆军第39集团军军长、集团军党委副书记。军部驻地为辽宁辽阳的第39集团军在本轮军改之前隶属原沈阳军区，改革强军大幕拉开后已转隶北部战区陆军。

2017年3月到2018年1月，曾任中国人民解放军中部战区陆军司令员。 [1] 

2018年2月，任中国人民解放军中部战区副司令员。 [3] 

2020年，任中国人民解放军西部战区司令员。

曾担任国庆70周年阅兵联合指挥部副总指挥。