1950年11月14日出生于陕西西安。
曾用名张诒谋。
1968年，初中毕业后在陕西乾县农村插队劳动，后在陕西咸阳国棉八厂当工人。
1978年入北京电影学院摄影系学习。
1982年毕业后任广西电影制片厂摄影师。
1984年在张军钊导演的影片《一个和八个》中担任摄影师。以其大胆的构图、独特的镜头设计获1984年中国电影优秀摄影奖。
1984年在陈凯歌导演的影片《黄土地》中担任摄影师，充分调动摄影手段，以独特的造型表现出黄土高原的拙朴浑厚，于1985年获第五届中国电影金鸡奖最佳摄影奖，法国第七届南特三大洲国际电影节最佳摄影奖，第五届夏威夷国际电影节东方人柯达优秀制片技术奖，瑞士卢卡诺国际电影节银豹奖。
1986年，在陈凯歌导演的影片《大阅兵》中担任摄影师。影片获加拿大蒙特利尔国际电影节评委会特别奖。
1987年，主演吴天明导演的影片《老井》，表演质朴、准确，同年获第二届东京国际电影节最佳男演员奖，成为我国第一位国际A级电影节影帝，1988年获第八届中国电影金鸡奖最佳男主角奖、第十一届电影百花奖最佳男演员奖。
1987年，导演影片《红高粱》，以浓烈的色彩、豪放的风格，颂扬中华民族激扬昂奋的民族精神，熔叙事与抒情、写实与写意于一炉，发挥了电影语言的独特魅力，于1988年获第八届中国电影金鸡奖最佳故事片奖，第十一届电影百花奖最佳故事片奖，第三十八届西柏林国际电影节最佳故事片金熊奖，第五届津巴布韦国际电影节最佳影片奖、最佳导演奖、故事片真实新颖奖，第三十五届悉尼国际电影节电影评论奖，摩洛哥第一届马拉卡什国际电影电视节导演大阿特拉斯金奖，第十六届布鲁塞尔国际电影节广播电台青年听众评委会最佳影片奖，法国第五届蒙彼利埃国际电影节银熊猫奖，民主德国电影家协会年度奖提名奖，古巴年度发行电影评奖十部最佳故事片之一。
1989年，与杨凤良合作导演影片《代号美洲豹》。这是一部比较失败的作品。
1989年，主演程小东导演的影片《古今大战秦俑情》。影片获法国巴黎奇情动作电影展大奖。
1990年，与杨凤良合作导演影片《菊豆》，讲述了一个“被禁锢的激情”的故事，同年获法国第四十三届戛纳国际电影节首届路易斯·布努埃尔特别奖，西班牙第三十五届巴利亚多里德国际电影节大奖——金穗奖、观众评选最佳影片奖，美国芝加哥国际电影节大奖——金雨果奖，美国第六十三届奥斯卡金像奖最佳外语片提名。
1991年，导演影片《大红灯笼高高挂》，影片的光影、构图、色彩均十分讲究，文化气息十足，象征意味浓厚，虽然被一些影评人批评为“伪民俗”，仍受到广泛欢迎。同年获意大利第四十八届威尼斯国际电影节银狮奖、国际影评人协会大奖、天主教影评人协会大奖、金格利造型特别奖、艾维拉诺塔莉特别奖；1992年获意大利全国奥斯卡奖(大卫奖)最佳外语片大奖、意大利米兰电影协会观众评议本年度外语电影第一名大奖、英国全国电影奥斯卡奖最佳外语片奖。影片获美国第六十四届奥斯卡金像奖最佳外语片提名。
1992年，导演影片《秋菊打官司》，影片一改张艺谋以往的风格，采取了纪实风格、偷拍、大量采用非职业演员的半纪录片手法，真实反映了当代中国农村的面貌。巩俐在片中塑造的孕妇秋菊形象被认为是她最出色的一次表演。影片获意大利第四十九届威尼斯国际电影节最高奖——金狮奖，女主角巩俐获威尼斯电影节最佳女演员奖，像这样在国际A级电影节上两项大奖同时颁给一部影片的情况非常罕见。在国内，影片获第十五届大众电影百花奖最佳影片奖、最佳女主角奖（巩俐），1993年获广播电影电视部1992年优秀影片奖、荣誉奖。
1994年，导演影片《活着》，影片以中国内战和新中国成立后历次政治运动为经，男主人公富贵的一生为纬，反映了一代中国人的命运，用黑色幽默的方式对中国社会进行了嬉笑怒骂的讽刺和批判，被观众和影评人普遍推崇为张艺谋最优秀的作品。《活着》是张艺谋迄今唯一一部被禁的影片，却在国际上赢得了空前的荣誉：法国第十七届戛纳国际电影节评委会大奖、最佳男演员奖（葛优）、人道精神奖；1994年全美影评人协会、洛杉矶影评人协会最佳外语片奖；美国电影电视金球奖最佳外语片提名；英国电影学院奖（相当于英国奥斯卡）最佳外语片奖。
1995年，导演影片《摇啊摇，摇到外婆桥》，影片从一个小孩子的眼光反映30年代上海帮会斗争的人心险恶，全片包装相当华丽，女主角巩俐更在片中大展歌舞。影片凭借美妙的构图和饱满的色调获得第四十八届戛纳国际电影节最佳技术奖，1995年全美影评人协会最佳外语片大奖，美国影评人协会最佳外语片大奖自由论点奖，洛杉矶影评人协会、纽约影评人协会最佳摄影奖（吕乐），美国电影电视金球奖最佳外语片提名，奥斯卡金像奖最佳摄影提名，美国纽约《电影杂志》评选1995年度世界十佳影片第一名。影片拍摄完毕后，张艺谋与巩俐分手。
1997年，导演影片《有话好好说》，这是一部都市轻喜剧，京味十足，诙谐幽默，影片汇集了姜文、李保田、瞿颖、葛优、李雪健、傅彪等诸多明星大腕，主题曲由臧天朔演唱。张艺谋导演本人也在影片中扮演了一个收废品的民工角色。
1998年，导演影片《一个都不能少》，影片反映了中国农村教育的现状，是张艺谋唯一一部完全采用非职业演员的作品，真挚感人。影片获第56届威尼斯国际电影节最高奖——金狮奖，天主教影评人“儿童与电影”最佳影片奖，联合国教科文组织最佳影片大奖，意大利《电影》杂志最佳影片奖，美国国际青年文化中心青年电影协会“青年与梦想”最佳影片奖，伊朗第十届国际青少年电影节最佳影片大奖、儿童教育三等奖，中国电影华表奖优秀故事片奖和最佳导演奖，第十九届中国电影金鸡奖最佳导演奖，第22届大众电影百花奖最佳故事片奖，1998年大学生电影节最佳故事片奖，第23届巴西圣保罗国际电影节观众评选最佳影片奖，1999年度欧洲电影评奖最佳外语片提名，2000年美国“青少年艺术家奖”电影组织1999年最佳国际电影奖、最佳表演奖(魏敏芝)，《日本电影旬报》读者评选2000年世界十大最佳影片第二名。
1999年，导演影片《我的父亲母亲》，这是张艺谋一部唯美、深情、感人的爱情片，像一篇娓娓道来的散文诗，现实与回忆相交错，现实用黑白表现，回忆用彩色表现，本片是章子怡的第一部电影，被誉为“世纪末的爱情绝唱”，作曲家三宝的配乐更是为人所津津乐道。本片获第50届柏林国际电影节评委会大奖——银熊奖，天主教和基督教联合颁发“人道主义精神奖”，意大利电影评论家协会、意大利记者协会“巴克大奖”，2000年度中国政府华表奖最佳影片奖，第20届金鸡奖最佳故事片奖、最佳导演奖、最佳摄影奖（侯咏）、最佳美术奖（曹久平），第23届大众电影百花奖最佳故事片奖、最佳女主角奖（章子怡），《日本银幕》2000年度：最佳外语片第一名、最佳外国女演员(章子怡)，2001年美国圣丹斯电影节世界电影观众评选大奖，伊朗曙光国际电影节最佳女主角(章子怡)，第19届伊朗国际电影节最佳影片大奖。
2000年，导演影片《幸福时光》，由赵本山、董洁主演，其中董洁是张艺谋通过互联网选出的新一代“谋女郎”。
2002年，导演影片《英雄》，这是张艺谋第一部古装商业大片，全片明星阵容相当强大：李连杰、张曼玉、梁朝伟、章子怡、陈道明、甄子丹，主题曲演唱者为王菲。内地票房2.5亿元人民币，全球票房1.77亿美元，2004年8月在美国上映连续两周票房冠军。制片人张伟平大胆创新，采取了许多国产影片从未采取过的营销手段，如包租公务机宣传、拍卖音像制品版权、严格防盗版措施的超前点映、人民大会堂盛大的首映礼、零点首映，等等。影片的影像制品版权卖出了1780万的天价，至今没有被超越。本片获2003年第53届柏林国际电影节阿尔弗雷德-鲍尔特别创新作品奖，第60届美国电影电视金球奖最佳外语片提名，第75届奥斯卡金像奖最佳外语片提名，德国威斯巴登电影评价中心(FBW)“特别有价值”电影，香港电影金像奖最佳摄影、最佳美术设计、最佳服装设计、最佳动作设计、最佳音乐、最佳声音效果、最佳电脑设计等7项大奖。
2004年，导演影片《十面埋伏》，由刘德华、金城武、章子怡主演，内地票房1.5亿元人民币，全球票房9300万美元。获第11届中国电影华表奖市场开拓奖、最佳女主角奖、优秀电影技术奖、优秀制片人奖，美国艺术导演协会杰出贡献奖，美国国家影评人协会最佳导演奖，第62届金球奖最佳外语片提名、第77届奥斯卡金像奖最佳摄影提名，英国电影学院奖9项提名。
2005年，导演影片《千里走单骑》，主演是张艺谋年轻时的偶像、日本老牌影帝高仓健。本片感情深沉而丰富，感人至深，荣获华表奖优秀故事片奖。
2006年，导演影片《满城尽带黄金甲》，由周润发、巩俐、周杰伦、刘烨主演，投资3.6亿元人民币，国内票房2.9亿元人民币，全球票房截至2008年2月已接近7600万美元。这部影片是国产片票房纪录保持者，获得了奥斯卡最佳服装设计提名、香港电影金像奖4项大奖。本片是张艺谋和巩俐十一年后的首次合作，周杰伦为本片创作了脍炙人口的主题歌《菊花台》。
除电影外，张艺谋“副业”多多。他执导过歌剧（《图兰朵》、《秦始皇》）、芭蕾舞剧（《大红灯笼高高挂》）、大型山水实景演出《“印象”系列》，拍过北京申奥和上海申博的官方宣传片，拍北京奥运会会徽、火炬宣传片，给丰田威驰拍广告，担任网络游戏《十面埋伏OL》的艺术总监……张艺谋说，人的潜力是无限的，一个人就像橡皮筋一样，需要不断地拉，在这个过程中挑战自己的极限，不断扩展自己的能力。张艺谋自我评价是一个很勤奋的导演，在同事眼中，他是一个很低调、平和的人。
2008年，北京奥运会、残奥会、开闭幕式总导演，较完美地展示了中国文化，获得国内外一致好评。
