1989年毕业于西南石油学院油藏工程专业并获得工学学士学位，同年被保送进入本校攻读硕士研究生，1992年4月硕士毕业并获得油气田开发工程工学硕士学位，并留校参加工作。 1992年9月在职攻读博士，并于1995年7月获得石油与天然气工程工学博士学位。至2004年12月，已先后培养出硕士研究生24名，指导博士研究生4名。
1997年10至1998年3月受加拿大CIDA项目资助，到加拿大Calgary大学交流、学习。1999年4月受加拿大CMG集团邀请，前往加拿大做为期一个月的学术交流，被聘为加拿大CMG集团中国区域技术顾问。现为“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室油气藏渗流理论及应用技术学术方向学术骨干。
自工作以来，一直从事油气藏工程、油气藏模拟、特殊油气田开发等领域的基础理论及应用技术研究，多次担任或参与了国家“八五”、“九五”、“十五”项目、国际项目、国家重点实验室项目、省部级项目和油田重大工程项目20余项的研究工作，取得了显著的研究成果。有6项（次）获国家及省部级以上科技进步奖。其中，2项成果获得国家科技进步二等奖，4项次成果获得省部级科技进步一等奖。与科研相结合，先后在国内外学术刊物上发表论文60多篇，其中，近20篇论文被国际检索机构EI等收录；此外，出版专（译）著2部。通过几年来的深入研究和实践，已形成了比较系统的科学研究方向和理论基础。自参加工作以来，先后为石油与天然气工程本科生、研究生、培训班主讲《油藏工程》、《渗流力学》、《油藏数值模拟原理》、《气田或凝析气田开发动态》、《油藏数值模拟在提高采收率中的应用》等专业课程。至2004年12月，已先后培养出硕士研究生24名，指导博士研究生4名。目前，正指导硕士研究生11名，博士研究生8名。自2000年以来，先后获得第九届孙越崎科技教育基金优秀青年奖、四川省优秀硕士、博士毕业生、四川省第六届优秀青年科技奖、第三届全国高等学校100名优秀青年教师奖、第九届霍英东教育基金会高等院校青年教师奖(科研类)、新世纪百千万人才工程国家级人选，并被批准为四川省有突出贡献的优秀专家、第五批四川省学术和技术带头人、享受国务院政府特殊津贴专家。
出版专著《多相流数值试井理论及方法》
任免信息2015年，University of Regina School of Petroleum Engineering，兼职教授。[1]
2022年3月，四川省人民政府网站发布人事任免，四川省人民政府决定任命：张烈辉为西南石油大学校长(试用期一年)。[2]
获得荣誉2000年，获第九届孙越崎科技教育基金优秀青年奖。[1]
