1951年3月加入中国人民解放军,入伍后曾接受过近两个月的射击训练,1952年9月参加志愿军进入朝鲜战场,他所在的24军72师第214团一开始驻防在朝鲜的战略要地元山。
张桃芳所在的部队到达前沿阵地时,抗美援朝战争已进入战略防御阶段。当时敌军凭恃先进的装备,时常炮轰我前沿阵地,在白天堂而皇之地晒太阳、打扑克、跳舞,根本不把中朝军队放在眼里。于是上级指示:“组织特等射手展开狙击作战,打击敌人的猖狂气焰。”
张桃芳领到一支前苏联制造的莫辛·纳甘步枪。其间因一直赶路没时间熟悉新枪,一天练习打靶,张桃芳接连三发子弹脱靶,连长骂他“吃了三个大烧饼”。此后张桃芳像着了魔一样,整天端着空枪,反复练习举枪动作,瞄准远近不同的物体,不停扣发扳机,寻找感觉;他用破床单制成两个沙袋挂在手臂上练习臂力,练到最后,他两臂带着十几公斤沙袋时,仍能不差分毫地扣动扳机。夜晚,战友们常见到张桃芳拿着空枪在坑道中对着晃动的油灯练习瞄准。一段时间后,张桃芳找到了感觉。在班长的推荐下,张桃芳开始了自己的狙击生涯。那时没有专业的狙击训练,训练员把他们带到前沿阵地,现场教他们怎么测距,怎么定标尺,怎么算提前量。许多人没想到,几个月前还打空靶的新兵,竟在不久后成为闻名军中的神枪手。 [1]
1953年1月,张桃芳来到上甘岭阵地的前沿——597.9高地,但他的第一战却空手而归。张桃芳生前描述:“射击台最近离敌人不到100米,对面阵地上的美国兵眼睛是蓝的还是黄的,都可以看得一清二楚。”那一次张桃芳发现有两个敌人在距他不到100米的地方窜出来,他连开十几枪却一发未中。位置暴露,张桃芳不得不撤离狙击点。老狙击队员告诉他窍门:“敌人在对面上山时就瞄准他的脑袋打;下山时就瞄他的脚。”
张桃芳从熟悉阵地周围地貌特征入手,研究敌人的活动规律,将敌人常出没的道路估测好距离,在战壕中寻找理想的射击点。两个星期后,他适应了这种节奏,富有天赋的他开始显露水平。接下来,他用240发子弹,击毙击伤了71个敌人。张桃芳的儿子张军告诉记者:“父亲曾提到,他射击目标的距离多在400米以下,一两百米近距离的也有不少,他在上甘岭597.9阵地上有四五处射击位置轮换。”
后来,张桃芳一发不可收,成为全连头号狙击手。张军向记者介绍道:“24军军长皮定均听说后,起初不相信这位新兵蛋子这么厉害,找了一位作战参谋,带上一对自己都舍不得穿的皮鞋,嘱咐参谋‘要亲眼看见他打中三个敌人就把鞋子送他’,后来父亲就在这个参谋面前打中了三个美国鬼子。”
自从上甘岭的597.9高地出现志愿军狙击手后,吃尽了苦头的敌军官兵再也不敢在前沿阵地晃悠。他们开始挖工事防备,工事建成后整天躲在里面不敢抬头,连大小便也用罐头装着,抛出工事外。难怪他们后来给上甘岭北山阵地起名为“狙击兵岭”。美军还专门调来了狙击手予以反击。
1953年初,张桃芳刚到阵地准备上狙击台,突然一梭子弹打在身旁,张桃芳忙趴在交通壕里,顺手拿起一顶破钢盔,用步枪撑到壕沟外,但晃了老半天,对方并不上当。张桃芳突然从战壕里蹿起,几个箭步穿过空地,向另一个狙击位冲去,引来对面机枪的一阵扫射,子弹就打在张桃芳的脚跟旁。他身子一斜,顺势像中枪一样摔进掩体里。这个假摔动作骗过了对方,对方停止了射击。
张军告诉记者:“父亲后来把打中敌人的弹壳都装在军长送的皮靴里,一共有211个,军长知道他是214团的,就鼓励他再打3个。”张桃芳又回到狙击阵地打中了最后的3名敌人。1953年,志愿军总部为张桃芳荣记特等功,并授予他“二级狙击英雄”的荣誉称号,朝鲜最高人民会议常务委员会授予他“一级国旗勋章”。 [1]
抗美援朝战争结束后的第二年(1954年),张桃芳报名参加了志愿军战斗机飞行员,后来他以优异的成绩成功入选,成为新中国第一代战斗机飞行员。 [1]
1985年6月,张桃芳退休后就住在潍坊市第一军休所。
2007年10月29日,张桃芳在潍坊市第一军休所逝世,享年77岁。