1992年5月5日，张一山出生在一个普通的家庭里。5岁时，去武术学校去学习武术，不知是因为爱好武术的爸爸的遗传还是因为习武有些副作用，上了小学的张一山总是在课堂上坐不住，同学们也给他起了一个外号叫“小猴子”。经老师推荐张一山进入儿童中心朗诵班学习，期间被导演看中出演其首部电视剧。随后进入什刹海武校学武五年。
2003年，张一山被《小兵张嘎》的导演徐耿挑中，出演剧中的佟乐乐一角，虽然12岁的张一山在剧中的戏分并不多，但是这是他的首部电视剧作品。
2004年，由《小兵张嘎》中饰演“乐乐爸爸”的演员李迎旗推荐，张一山参加少儿题材的情景喜剧《家有儿女》的试镜，并成功获得饰演刘星这一角色的机会；同年，出演由黄海刚、杜信执导的都市爱情剧《谁为爱情买单》，在剧中饰演了一个“混世小魔王”，男主角大哥的儿子孔析析。
2005年，再次与高亚麟、宋丹丹、杨紫、尤浩然等人合作，继续出演少儿题材的情景喜剧《家有儿女》的续作《家有儿女2》。
2006年，继续主演《家有儿女》系列的第三部；同年，出演由宋业明、黄港执导的历史题材清装剧《船政风云》，饰演小苏阿哥。
2007年，出演《家有儿女4》继续饰演刘星一角，至此家有儿女系列四部作品完结；同年，出演由尚敬执导的情景喜剧《妙想天开》，饰演阿甘一角；同年，在《生于80后》之中饰演了一个十七岁的少年刘刀。因为父亲去世，不得不由父亲的小妻子安雯充当他的监护人，两个人互相看不顺眼，却意外地在磕磕绊绊之中酝酿出了亲情。
2008年，出演由林浩然执导的少年励志电影电影《扣篮对决》，在影片中饰演篮球队队员猴子，该片是张一山拍摄的首部电影作品。
2009年，与成龙共同主演儿童电影《寻找成龙》，张一山饰演了一个因喜爱武术而去寻找成龙学功夫的少年，该片所有武打戏份张一山均亲自完成，没有用替身；同年，与《家有儿女》原班人马共同出演儿童剧《不想长大》。
2010年，客串情景喜剧《圆圆的故事》；同年11月，文隽、叶伟民执导的功夫片《李小龙我的兄弟》上映，张一山在剧中饰演刘连光一角。
2011年，参加东方卫视综艺节目《舞林大会》，并在10月9日的决赛中获得冠军；同年9月，在为庆祝中国共产党建党九十周年而制的历史题材影片《建党伟业》中饰演中国共产党的创始人之一的邓恩铭；同年与蒋小涵合作，出演剧情片《篮球公园》。
2012年，再度与杨紫合作，在电视剧《老爸回家》中饰演高贺；同年7月，出演首部时装剧《星光都市2》，在剧中饰演有梦想又有艺术气质的周浩；同年11月，参演讲述80后父母辈爱情故事的电视剧《最爱·你》；同年，参演都市爱情电影《三个未婚妈妈》；随后出演战争题材儿童剧《小小飞虎队》，该剧讲述了抗日战争时期小小飞虎队的故事。
2013年，客串出演电视剧版《失恋33天》；同年，主演由魏永刚执导的战争、励志、轻喜剧《大号小兵》。
2014年，在都市家庭轻喜剧《食来孕转》中饰演马瑞一角；同年，在军旅题材电视剧《大熔炉》中饰演虽然外表痞气，但内心真诚重情义、充满正义感的小士兵徐小斌；同年7月，参演青春励志喜剧电影《黄金福将》；10月，在电影《夺路而逃》中饰演男主角周晓易。
2015年，参演的抗日题材电视剧《杀寇决》在吉林卫视播出，张一山饰演男主角陆子铮；同年4月12日，加盟CCTV6青春益智真人秀《校花与学神》，并担任导师；11月，在网友投票评选出的“中国90后10大影响力人物”中，张一山排名第五；同年12月22日，与歌手丁丁共同主演的悬疑电影《隔离岛》正式杀青。
2016年，主演电视连续剧《我的父亲我的兵》；同年5月，主演的刑侦题材网剧《余罪》网络首播，张一山在剧中饰演一名刚从警校毕业就进入贩毒团伙中的卧底警察余罪，该剧播出半个月网络点击率超过4.5亿，并获得良好口碑；同年6月，主演古装青春偶像剧《《重耳传奇》》饰演夷吾；随后，主演的农村题材剧《青谷子》播出，张一山在剧中饰演焦大楼一角；12月9日，主演的悬疑惊悚电影《凄灵室》全国上映。
2017年，张一山携手成龙、杨紫共同演唱喜剧电影《功夫瑜伽》的同名主题曲《功夫瑜伽》；2月12日，加盟浙江卫视《高能少年团》，首次担任常驻嘉宾并担任高能队长；2月17日，主演悬疑爱情剧《柒个我》，在剧中饰演拥有着多重人格的集团继承人沈亦臻；7月16日，主演的都市剧《大叔与少年》开机。
2018年，张一山以战队经理人的身份参加了机器人格斗真人秀《这！就是铁甲》；4月30日，央视五四晚会录制，张一山荣获2018年度“五月的鲜花”优秀青年演员称号；5月，献唱“五四青年节”特别歌曲《强国一代有我在》，并参演MV。5月29日，主演情景喜剧《家有儿女初长成》播出，在剧中饰演江北，时隔多年后再次与《家有儿女》原班人马再度合作。
2019年，张一山、潘粤明联袂出演谍战剧《局中人》杀青；12日，主演的古装电视剧《重耳传奇》在浙江卫视中国蓝周播剧场首播。8月1日出演大历史革命题材电影《古田军号》。
2020年，参加2020年度北京卫视春节联欢晚会，携手宋丹丹、高亚麟、杨紫、尤浩然《家有儿女》剧组重聚；7月1日，主演的建党100周年重大革命历史题材献礼剧《光荣与梦想》开机。9月19日，参与第九届大学生电视节闭幕式；11月15日，与唐艺昕主演的古装武侠剧《鹿鼎记》播出，在剧中饰演韦小宝。
古田军号 2019-08-01 饰演林彪 导演陈力 主演王仁君、王志飞、刘智扬、胡兵
那些女人 2018-09-03 饰演伪军丙 导演吴贻弓、江平、李作楠 主演何赛飞、殷桃、胡可、周冬雨
一纸婚约 2018-06-08 饰演李超 导演张辉 主演张辉、刘熙阳、杨紫、关晓彤
毕业作品 2018-4-13 饰演殷浩 导演许斌 主演丁丁、朱泳腾、温海波、穆丽燕
六年，六天 2017-10-17 饰演门童小张 导演沈东 主演王骁、姜瑞佳、吴刚、高云翔
血战湘江 2017-06-30 饰演李天佑 导演陈力 主演王霙、保剑锋、徐箭、董勇
凄灵室 2016-12-09 饰演佟衫 导演刘殊巧 主演付枚、苏小明、孙岩、刘芮侨
夺路而逃 2016-11-11 饰演周晓易 导演吴林 主演朴河宣、何云伟、李菁、房程程
老炮儿 2015-12-24 饰演晓波室友 导演管虎 主演冯小刚、李易峰、许晴、张涵予
黄金福将 2015-01-23 饰演小山 导演王伟 主演李承铉、张蓝心、刘桦、保剑锋
小小飞虎队 2013-01-25 饰演彭亮 导演钱晓鸿 主演赵泽文、胡天阳、小叮咚、丁柳元
三个未婚妈妈 2012-10-26 饰演美玲弟弟 导演江平 主演车永莉、居文沛、爱新觉罗·启星、苏有朋
少年邓恩铭 2011-11-01 饰演邓恩铭 导演江平 主演史磊、翁虹、午马、刘艺
建党伟业 2011-06-15 饰演邓恩铭 导演韩三平、黄建新 主演刘烨、冯远征、张嘉译、李雪健
李小龙我的兄弟 2010-11-25 饰演刘连光 导演文隽、叶伟民 主演李治廷、梁家辉、钟丽缇、叶璇
篮球公园 2009-08-27 饰演张小山 导演冯小宁 主演蒋小涵、李东翰、陈长海、冯冯
寻找成龙 2009-07-03 饰演张一山 导演方刚亮、江平 主演成龙、姜宏波、田华、王学兵
扣篮对决 2008-04-08 饰演猴子 导演林浩然 主演林晓凡、周立铭、赵文琪、丁少凡
光荣与梦想 2021 导演刘江 主演吴刚、李晨、高圆圆
大叔与少年 2020 饰演任少鹏 导演管虎 主演张嘉译、郜玄铭、王艺哲、梁静
鹿鼎记 2020-11-15 饰演韦小宝 导演马进 主演唐艺昕
局中人 2020-06-23 饰演沈放 导演刘誉 主演潘粤明、王瑞子、王一菲、赵达
青谷子 2019-12-06 饰演焦大楼 导演乔和平 主演孙耀琦、刘畅、黄诗佳、一真
重耳传奇 2019-03-12 饰演夷吾 导演赖水清、赵箭 主演王龙华、张含韵、蒲巴甲、麦迪娜
家有儿女初长成 2018-05-29 饰演江北 导演林丛 主演张晔子、高亚麟、王琳、周小斌
柒个我 2017-12-13 饰演沈亦臻 导演邓科 主演蔡文静、张晓谦、高泰宇、范梦
春风十里，不如你 2017-07-21 饰演秋水 导演马进 主演周冬雨、齐溪、陈奕龙、尤靖茹
我的父亲我的兵 2016-09-27 饰演付子龙 导演杜军 主演刘威、傅淼、山崎敬一、程琤
余罪第二季 2016-06-13 饰演余罪 导演张睿 主演常戎、吴优、张锦程、杜子名
余罪 2016-05-23 饰演余罪 导演张睿 主演常戎、吴优、张锦程、杜胤伟
大号小兵 2016-02-04 饰演毛青 导演魏永刚 主演魏子涵、宋禹、张娇娇、午马
大熔炉 2015-07-12 饰演徐小斌 导演黄克敏 主演张潇恒、张哲、蓝盈莹、宋佳伦
杀寇决 2015-01-22 饰演陆子峥 导演白涛 主演刘威、战菁一、杨旸、田岷
老爸回家 2014-04-28 饰演高贺 导演斗琪 主演彭玉、刘威、吴冕、杨紫
食来孕转 2014-03-23 饰演马瑞 导演张晓波 主演刘涛、于小伟、隋兰、奚望
失恋33天 2013-08-14 饰演客串 导演刘恺 主演张默、姚笛、张博、沈佳妮
最爱·你 2012-11-17 饰演夏小兵 导演刘新 主演曹颖、王同辉、齐襄、奚美娟
星光都市2 2012-07-14 饰演周浩 导演洪丹强 主演王翰涛、啜妮、安雅、张子君
圆圆的故事 2010-02-14 饰演客串 导演周小刚、关凌 主演关凌、句号、姜超、孙桂田
妙想天开 2009-06-12 饰演阿甘 导演尚敬 主演王姬、刘亚津、句号、乔大韦
生于80后 2009-04-20 饰演刘刀 导演汪涛、金也 主演唐嫣、高云翔、王岩、孙桂田
不想长大 2009-01-10 饰演表哥 导演邱浩强 主演杨紫、冷若萌、黄一山、陈隆赫
家有儿女4 2007-11-10 饰演刘星 导演林丛 主演宋丹丹、高亚麟、尤浩然、宁丹琳
家有儿女3 2007-07-01 饰演刘星 导演林丛 主演宋丹丹、高亚麟、尤浩然、宁丹琳
船政风云 2007-05-08 饰演小苏阿哥 导演宋业明、黄港 主演巍子、夏天、鲍国安、许还山
家有儿女2 2006-02-12 饰演刘星 导演林丛 主演宋丹丹、高亚麟、杨紫、尤浩然
谁为爱情买单 2005-06-22 饰演孔析析 导演阿黄、杜信 主演王志飞、颜丙燕、李佳璇、童正维
家有儿女1 2005-02-12 饰演刘星 导演林丛 主演宋丹丹、高亚麟、杨紫、尤浩然
瞬间 2008
网络宫殿 2008
一山好锋光 2010
惊声尖叫 2010
功夫瑜伽 2017 电影《功夫瑜伽》主题曲
强国一代有我在 2018 五四青年节献礼曲
2017-12-22 第9届澳门国际电影节最佳男配角奖 一纸婚约 （提名）
2018-03-30 2018优酷YC盛典“青春记忆”荣誉 （获奖）
2018-03-30 2018优酷YC盛典百变戏骨 （获奖）
2018-01-18 2017微博之夜年度人气艺人 （获奖）
2018-01-12 2017中国电视好演员奖推选表彰会最佳网剧男演员 （获奖）
2018-01-11 QQ兴趣部落心赏之夜年度盛典“2017青年人兴趣社交白皮书”表彰 （获奖）
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2017-12-03 腾讯视频星光大赏年度品质演员 （获奖）
2016-12-23 搜狐时尚盛典年度网络剧男明星 （获奖）
2016-12-03 爱奇艺尖叫之夜年度飞跃演员 （获奖）
2016-10-28 中国“90后10大影响力人物”第4名 （获奖）
2016-10-17 时尚星秀年度人物盛典年度时尚人物 （获奖）
2016-01-16 2016微博之夜微博年度人气艺人 （获奖）
2015-11-18 中国“90后10大影响力人物”第5名 （获奖）
2011-10-09 东方卫视《舞林大会》总冠军 （获奖）
2008-04-18 福布斯中国名人榜慈善盛典最具潜力奖 （获奖）
2008-03-15 新周刊最深入人心的电视形象奖 （获奖）
2007-12-17 腾讯星光大典年度潜力演艺新人奖 （获奖）
2007-11-23 MTV超级盛典最具风格儿童演员奖 （获奖）
2019-08-20 2019福布斯中国名人榜第44名 （获奖）
2017-09-22 2017福布斯中国名人榜第70名 （获奖）
2018-01-10 全国精神卫生宣传大使 （获奖）
2017-04-18 全国妇联-中国妇女儿童慈善奖 （获奖）
2015-01-18 CCTV“点燃希望公益盛典”公益明星 （获奖）
2014-11-30 国家卫计委防艾校园行活动“红丝带健康大使” （获奖）
2013-10-07 “给爱计划”形象大使 （获奖）
2013-04-22 中国环保名誉形象大使 （获奖）
2012-04-23 第八届北京青少年公益电影节形象大使 （获奖）
2011-12-22 “做文明有礼的北京人——绿色出行文明交通从我做起”宣传实践活动形象代言人 （获奖）
2011-05-04 “我们共有一片蓝天”公益慈善活动形象代言人 （获奖）
张一山的表演是电视剧《余罪》中的亮点，他的表演不会不痛不痒也不会歇斯底里，而是与角色合为一体。他油嘴滑舌、痞气十足的表演演活了余罪那副被称为“贱人余”的模样。让人忘记了他是那个昔日在《家有儿女》中曾饰演过的鬼精灵刘星的人。（中国日报评）
1992年出生的张一山和很多90后不同，家中没有电脑，平时不上网也不爱玩游戏。在剧组空隙的时候，别的演员都在玩手机，张一山反而坐在一边思考。出道以来，他没有在爆红的时候顺势去拍偶像剧“圈粉”，而是踏踏实实地每年固定地接几部戏。（今晚报评）
看过张一山的表演，让人觉得，关于演员断代，青黄不接等类似的担心，都是多余的。（网易娱乐评）
张一山的演技好就好在真实，他能让人相信他演的角色就是他自己。这样的真实感也体现在他表演时的爆发力上。在面对同龄人、甚至比他还要年轻的演员，都在不断聚拢人气时，张一山依然淡定的选择磨炼自己的演技，以成为一个有演技的好演员为发展目标。（新华网评）
