张炘炀的神童之路，离不开家庭的熏陶。他的父亲张会祥认为，孩子的聪明才智主要源自遗传，而父母的爱学习、爱思考的氛围对孩子的成长至关重要。张会祥夫妇，一位是街道干部，一位是教师，他们都热衷于阅读，为家中创造了浓厚的学习环境。
张炘炀的求知欲极强，初中时期就主动报名参加高中化学竞赛，物理竞赛也同样积极参与。他和父亲一起总结的“张炘炀定律”虽曾被质疑，但也让他意识到学习定律的不易，激发了他更深入的学习欲望。张炘炀拒绝参加学习班，他的学习完全出于兴趣，如英语学习，他通过听力理解而非正规语法训练，高考英语成绩依然优异。
张会祥对儿子的教育理念是“不求最好，但求博闻”，强调学习的目的是为了实际运用，而非仅仅为了考试。他鼓励儿子以中上水平为目标，避免过度压力。在儿子的成长过程中，张会祥适时地引导他学习更高层次的知识，始终保持学习的进度，让儿子在轻松愉快的环境中接受知识。
尽管张炘炀一路跳级，看似顺利，但他也承认偶尔会有挫折，比如被其他优秀同学超越。对此，张会祥认为这是学习的常态，他会以鼓励和理解的态度帮助孩子应对。作为父亲，他没有系统的教育理论，但凭借对孩子深入了解和灵活的方法，引导孩子不断进步。
在家庭角色分工上，张会祥作为父亲的主导地位明显，而身为教师的妻子吴慧娟则在一旁支持，保持教育的一致性是他们避免混乱的关键。
2005年，10岁的张炘炀以510分的成绩考入天津工程师范学院，成为全国年龄最小的大学生。2008年夏天，13岁的张炘炀通过北工大硕士研究生的复试，成为全国年龄最小的硕士研究生，再次成为众人瞩目的焦点。2011年，16岁的他成了最小的博士生，被北航数学专业录取。2011年10月，张炘炀接受采访时表示，曾要求父母全款在京买房。