1988年畢業於中央戲劇學院表演系。張涵予以配音出道，期間幫《鯊魚黑幫》、《魔戒》、《特洛伊》等電影配過音，亦參與電視劇《貽笑大方》、《貧嘴張大民的幸福生活》、《夢開始的地方》、《與青春有關的日子》等，及一連串馮小剛電影《沒完沒了》 、《手機》 、《大腕》 、《天下無賊》的演出，號稱「馮小剛御用龍套」，得到馮小剛賞識，在其2007賀歲檔《集結號》擔任主角，這部電影在無大牌演員的情況下創下中國華語電影2.6億人民幣的票房紀錄，張涵予也憑藉此片迅速竄紅，成功躋身於中國一線影星行列，並在2008年以電影《集結號》獲得第29屆大眾電影百花獎、第45屆金馬獎最佳男主角獎，被稱為大器晚成的百花影帝。2009年，亦以同片獲得第13屆華表獎優秀男演員獎。