甘肃省永靖县人，1942年生。永靖是著名的“花儿”之乡，因此她自幼便受到当地北乡花儿的熏陶，逐渐地成了一个热爱花儿并悉心钻研花儿歌唱技巧的有心人。1961年高中毕业后，她到广河县山村任教，在此期间，又接触到许多南乡花儿。十三年的山村教师生活，使她有机会接触到更多的民间歌手，她经常利用对学生进行家访或参加生产劳动之机向当地善唱花儿的妇女学习。这种主要从民间女歌手处学唱花儿的经历，对她以后形成委婉细腻的歌唱风格起着十分重要的作用。
1976年，张佩兰进入广河县文艺演出队，走上了专业的演唱花儿的道路，她兼收南北乡花儿的优点，唱出的花儿刚中有柔、细腻圆润，受到人们的热烈欢迎，县宣传队也常以她演唱的花儿为“压轴戏”。松鸣岩、莲花山的“花儿大奖赛”上，张佩兰常夺得赛唱的桂冠。1984年美国哈佛大学东亚语文系兼音乐系教授赵如兰来甘肃考察花儿、她演唱的《尕姑舅令》等二十多首花儿被录音录像，其歌声已飘到大洋彼岸。
1984年底，调入临夏州歌舞团，担任花儿歌唱演员，并担任花儿剧《花海雪冤》的领唱和幕后独唱，l985年该剧参加“甘肃省戏剧调演”时，她的领唱和独唱赢得了兰州观众雷鸣般的掌声和喝彩，使剧场的演出气氛达到0。1987年后，《花》剧相继参加了西北音乐节、第二届中国艺术节，并到北京、宁夏、青海等地演出，张佩兰的歌声常被观众的掌声所淹没，她为《花》剧的演出成功发挥了重要的作用。
近年来，她常出现在“丝路漫游”、“话说黄河”、“民族风情”等电视节目中，她的歌声也随着银屏响彻四方。
张佩兰音质纯正，音域宽阔，她歌唱的花儿，缠绵诽恻，委婉动听，感情细腻，真切动人，并有着地道的“河州昧”，正因为如此，她的歌唱曾引起中外民族音乐家们的注意，并得到相当高的评价。对传统花儿进行适当的加工，赋予花儿以时代感，善于控制气息，对旋律0处的高音长音进行无限延长和加花处理等，是张佩兰的“绝招”。