张国伟年幼酷爱运动，较为擅长足球和乒乓球，他曾在学校的乒乓球比赛中获得前三名，在区级赛事中也有不俗表现。
2004年，小学毕业后，张国伟开始练习跳远和三级跳远。 出色的身体条件引起了教练的注意，在一次城市运动会中，张国伟教练无意中调侃叫他练习跳高。没想到正是这无意中的一句话，就此开启了他的跳高生涯。
2010年4月16日，全国青年田径锦标赛在河北省石家庄市开幕。19岁的张国伟在男子青年组跳高决赛中以2米15的成绩与浙江队选手金其超并列获得亚军。
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