第29屆大眾電影百花獎最佳男主角獎
第45屆臺灣電影金馬獎最佳男主角獎
第13屆中國電影華表獎優秀男演員獎
第30屆中國電影金雞獎最佳男主角獎
張涵予1964年12月19日生于北京，在部隊大院長大。讀高中時，就到中央電視臺譯制片組給外國影片配音，1984年考入中央戲劇學院表演系。1983年，張涵予成為專業配音演員，先后為《特洛伊》、《米老鼠唐老鴨》、《沉默的羔羊》、《拯救大兵瑞恩》、《指環王》等電影配音。
1999年，在好友傅彪介紹下，張涵予出演葉京導演的電視劇《夢開始的地方》，與陶虹合作，這是他的首部電視劇。2000年，參演馮小剛電影《沒完沒了》，飾演一個幫傅彪討賬的社會人，這是他出演的首部電影作品；2002年，在馮小剛電影《大腕》中，客串扮演精神病院里的IT專家。2004年，參演《天下無賊》，扮演一個化裝成“E時代畫家”的臥底干警。
2007年，張涵予在賀歲檔電影《集結號》中首次擔任男主角，創下2.6億的票房紀錄，張涵予也憑借此片于
2008年獲得第29屆大眾電影百花獎、第45屆金馬獎“最佳男主角”獎。
2009年3月，獲得第二屆第二屆華鼎中國影視最佳表現男演員獎；9月，主演電影《風聲》，與李冰冰、周迅兩位美女有大量對手戲。
2011年，參演李仁港電影《鴻門宴》，首次出演武打戲飾演張良；8月，在《新水滸傳》中飾演宋江。
2013年3月，零片酬出演管虎執導的電影《廚子?戲子?痞子》，張涵予飾演的“戲子”表現“瘋癲異常”，既鬼馬又毒舌，一段罵小日本的個人預告是讓人跌破眼鏡；6月，加盟《火線三兄弟》，飾演驍勇善戰的“田大林”；11月，主演電影《我愛的是你愛我》，與王珞丹在片中出演相差18歲的“忘年戀”；同年，與曾志偉、陳可辛、寧靜、海清擔任重慶衛視《奇跡夢工廠》的導師。
2014年12月23日，其主演的電影《智取威虎山》在全國各大院線上映。張涵予在這部電影中飾演“楊子榮”一角。
2015年，加盟張藝謀執導好萊塢魔幻電影《長城》。9月，張涵予、彭于晏、馮文娟主演的警匪動作大片《湄公河行動》在曼谷正式開機。