Karierę w branży filmowej zaczynał jako operator przy pierwszych filmach swoich kolegów z uczelni. Odpowiadał za stronę wizualną m.in. Żółtej ziemi (1984) Chena Kaige. Od 1987 pracował już jako samodzielny reżyser, a jego debiutanckie Czerwone sorgo (1988), zrealizowane na podstawie powieści przyszłego noblisty Mo Yana, wyróżniono Złotym Niedźwiedziem na 38. MFF w Berlinie.
Zhang stał się pierwszym chińskim reżyserem docenionym przez Amerykańską Akademię Filmową. Trzy jego filmy nominowane zostały do Oscara dla najlepszego filmu nieanglojęzycznego. Były to: Ju Dou (1990), Zawieście czerwone latarnie (1991) i Hero (2002). Dwukrotnie nagrodzono go Złotym Lwem na MFF w Wenecji – za filmy Historia Qiu Ju (1992) oraz Wszyscy albo nikt (1999).
Po artystycznie udanych i płodnych latach 90., w XXI w. Zhang dokonał niespodziewanego zwrotu w swojej karierze, kręcąc wysokobudżetowe widowiska w stylu wuxia. Chociaż filmy pokroju Hero (2002) czy Domu latających sztyletów (2004) były kasowymi hitami, niepozbawionymi wszak estetycznego wyrafinowania, krytycy nie przyjmowali ich ciepło, wytykając brak fabularnej logiki i pogłębienia postaci w celu łatwego podboju zachodnich rynków.