他自幼聪敏，8岁应“童子举”，27岁试“经义”进士，因犯“庙讳”而落榜，遂弃仕从医。洁古重视脏腑辨证及扶养胃气的思想，对李杲创立以“补土”为特色的系统的脾胃理论有重要影响，并最终成为“易水学派”最突出的理论特色。张元素的学术思想形成以后，经过诸弟子及后代医家的继承、发展、在元代成为与“河间学派”具有不同学术风格的一大流派，两派相互争鸣，又相互促进，最终带来整个金元医学的繁荣。
他学医也很刻苦。传说，有一日他梦见有人用大斧长凿，把他的心凿了一个窟窿，放了几卷书进去，醒来之后就“洞彻其术”。“神人赠书”是他不分昼夜诵读揣摩、灵感显现的结果。自此茅塞顿开，渐而形成了自己的医学观点和施治主张。
有一年，河间名医刘完素得了伤寒病，头痛脉紧，呕逆不食，8天不见好转，刘对自身的病已无可奈何了。张元素前往问候，刘则面朝墙躺着理也不理。张元素问道：“您病成这样，我好意来看您，为何如此渺视我？请让我给您把把脉，说得对，您试试我下的药；不然，您再赶我走也不迟。”刘这才伸出手来让他号脉。张说出了脉象所显示的病症，刘点点头；张又问是否服过某药，刘也点点头。张继续说：“正是这味药用错了！它性寒，走太阴经，使阳气丧失，不能出汗。根据现在的脉象，当服某药才有效。”刘一听大惊，连忙对自己的怠慢表示歉意。照方用药之后，果然病愈。
这次治病非同寻常，张元素从此医名大震。
