中学时便被家教严格的母亲送往美国念书，自学生时起张艾嘉便在空军广播电台演唱，之后由电台转到电视，在中视的《每日一星》中亮相，开展演艺生涯。 1972 年，19岁的张艾嘉赴香港发展，成为嘉禾公司旗下的女演员，开始电影之路。同年，参演首部电影《龙虎金刚》。 1976年，张艾嘉与林凤娇、秦汉等人主演了李行执导的电影《碧云天》，该片获得第13届台湾电影金马奖优秀剧情片奖，张艾嘉本人也获得金马奖最佳女配角奖，并于第二十二届亚太影展上获得金皇冠盾牌奖。 1977年，她和林青霞搭档，主演古装黄梅戏电影《金玉良缘红楼梦》，饰演林黛玉一角。 1979年，张艾嘉与梁淑怡等合组比高电影公司，制作并出演许鞍华导演的处女作《疯劫》，获得“1979年十大华语片”评选第一位。 1981年，主演电影《我的爷爷》，凭借徐怡贞一角获得第18届金马奖最佳女主角奖。 1983年，张艾嘉出任香港新艺城电影台湾分公司的总监。在她的筹划之下，“新艺城”推出悲剧片《搭错车》。 1985年7月，张艾嘉发行专辑《忙与盲》，名列“百大唱片”第19名 1986年，张艾嘉自编、自导、自演的影片《最爱》获得台湾金马奖九项提名，张艾嘉本人获得了包括最佳导演、最佳女主角、最佳原著编剧和最佳插曲《最爱》四项提名，凭借主演该片获得了第23届台湾电影金马奖最佳女主角奖，以及六届香港电影金像奖最佳女主角奖。 1987年英国国家电影院举办“向张艾嘉致敬”焦点专题。 1989年，与周润发主演杜琪峰执导的电影《阿郎的故事》，饰演“波波”提名第9届香港电影金像奖最佳女主角，该片以3000万票房刷新了1989年港产文艺片的卖座纪录。 1990年，张艾嘉与周润发再次主演杜琪峰执导的电影《吉星拱照》，成为1990年香港的十大卖座电影之一。 1992年1月，推出唱片《童年》，排在“台湾百大唱片”第20位。同年加拿大多伦多影展以“影展聚光焦点”活动，举办张艾嘉专题作品展。1994年，张艾嘉将事业移回台湾，参演李安执导的电影《饮食男女》。 1995年，担任编剧及导演的电影《少女小渔》获得第40届亚太电影节最佳影片奖和最佳编剧奖。 1996年，担任有线电视“Go Go TV”总监。 1999年，张艾嘉担任编剧并执导的带有自传性色彩的电影《心动》获得金像奖最佳编剧奖，这是她第一个金像奖最佳编剧奖。 2002年，主演《地久天长》，夺得香港电影金像奖最佳女主角、第7届香港电影金紫荆奖最佳女主角和香港影评人协会最佳女主角奖 2004年12月，自编自导自演体现现代都市女性内心世界的电影《20 30 40》上映，该片提名第54届柏林国际电影节主竞赛单元，张艾嘉凭借该片夺得第7届亚洲影评人协会奖最佳女主角奖。 2011年，与范冰冰主演李玉导演的电影《观音山》，获得第20届亚洲电影传媒奖最佳女主角奖。 2013年第50届金马奖结束后，中国台湾电影事业发展基金会宣布张艾嘉接任2014年金马奖执行委员会主席。 2015年4月30日执导的电影《念念》上映。 2016年9月执导并主演的影片《相爱相亲》。 2017年10月，张艾嘉凭借自编自导自演的亲情电影《相爱相亲》在第54届台湾电影金马奖获最佳剧情片、最佳导演、最佳女主角、最佳原著剧本4项提名。 2018年4月，凭借《相爱相亲》获得第37届香港电影金像奖最佳编剧奖；12月31日，其主演的电影《地球最后的夜晚》上映。