1968至1971年初中毕业后在陕西乾县农村插队劳动。1971至1978年在陕西咸阳市棉纺八厂当工人。 1978年破格进入北京电影学院摄影系学习。1982年毕业后分配到广西电影制片厂。 1984年在电影《一个和八个》中首次担任摄影师,获中国电影优秀摄影师奖。 1986年主演第一部电影《老井》夺三座影帝。 1987年执导的第一部电影《红高粱》获中国首个国际电影节金熊奖。 从此开始实现他电影创作的三部曲,由摄影师走向演员,最后走向导演生涯。
1987年至1999年执导的《红高粱》、《菊豆》、《大红灯笼高高挂》、《秋菊打官司》、《活着》、《一个都不能少》、《我的父亲母亲》等影片令其在国内外屡获电影奖项,并三次提名奥斯卡和五次提名金球奖。 2002年后转型执导的商业片《英雄》、《十面埋伏》、《满城尽带黄金甲》及《金陵十三钗》两次刷新中国电影票房纪录、四次夺得年度华语片票房冠军。
张艺谋曾任第18届东京国际电影节评委会主席和第64届威尼斯国际电影节评委会主席。 2008年担任北京奥运会开幕式和闭幕式总导演,获得2008影响世界华人大奖和央视主办的感动中国十大人物,并提名美国《时代周刊》年度人物。
2013年,张艺谋执导电影《归来》。 2014年,担任北京申办2022年冬奥会主宣传片总导演。 2015年,筹拍好莱坞电影《长城》。 2016年,担任中国杭州G20峰会文艺演出总导演。