1953年7月21日於台灣嘉義出生。1969年在台北美國學校攻讀期間在空軍廣播電台主持英語歌曲節目，次年在中國電視的《每日一星》擔任「每日一星小姐」和演唱。1972年畢業後，女製片人李時蓉邀她主演電影《飛虎小霸王》，後由導演羅維介紹來香港加入嘉禾公司，簽了五年基本演員合約，但她只演了三部動作片便和嘉禾解約。70年代台灣盛行瓊瑤文藝片，張艾嘉亦在四年間演了二十多部文藝片，1976年以《碧雲天》獲得第13屆金馬獎最佳女配角獎及第22屆亞洲影展的金皇冠盾牌演技特別獎。

1978年她在韓國參演胡金銓導演的《山中傳奇》，演戲之餘她幫忙做雜務，又用十六毫米攝影機拍攝胡導演工作的紀錄片。在拍攝《空山靈雨》時她全程觀察胡導演拍片，又跟隨胡導演學習剪接，奠定她當導演的基礎。

1979年，她與周梁淑怡組成比高影片公司，製作了許鞍華的處女作《瘋劫》，並擔任女主角，獲得第17屆金馬獎優等劇情片獎。

1980年屠忠訓導演交通意外身亡，張艾嘉代為完成《舊夢不須記》，是她在編導方面初試啼聲之作。

1981年她為台視製作電視劇《十一個女人》，楊德昌、柯一正等新導演初試身手，獲得好評。同年她以《我的爺爺》獲得第18屆金馬獎最佳女主角獎。

1982年新藝城聘任她為駐台總監，虞戡平的《搭錯車》、柯一正的《帶劍的小孩》、楊德昌的《海灘的一天》、林清介的《台上台下》等片在她的策劃下完成，大力推動台灣的新電影力量。

1982年起，張艾嘉演出了《最佳拍檔》、《上海之夜》、《阿郎的故事》、《人在紐約》、《廟街皇后》等片。她又編、導、演了《最愛》、《心動》、《20.30.40》等片。

1986年，她執導及主演的《最愛》獲第23屆金馬獎與第6屆香港電影金像獎的雙料最佳女主角獎。1995年及1996年以《少女小漁》及《今天不回家》連續兩年獲亞太影展最佳編劇獎。2000年以《心動》獲第19屆香港電影金像獎最佳編劇獎。2002年，她再以《地久天長》第二次成為香港電影金像獎影后。

張艾嘉從影四十年，編、導、演、製了近百部影片。她執導的作品大多以女性角度出發，充滿人文與女性關懷。倫敦電影節、多倫多電影節、香港電影資料館及台北金馬影展都曾舉辦她的專題回顧展，肯定她在導演和表演藝術上的成就。