1973年，张瑜从华山中学初中毕业后进入上海电影制片厂，开始演员生涯；同年，首次参与拍摄电影《一分之争》。
1977年，在谢晋执导的影片《青春》中饰演金阿燕。
1979年，在谢晋执导的影片《啊！摇篮》中饰演了一位延安保育院老师梁燕。
1980年，与郭凯敏主演影片《庐山恋》，在片中饰演周筠，成功地塑造了一位自小生长在海外，却对祖国怀有赤子之心的少女形象，凭借该片获得第4届大众电影百花奖最佳女主角奖；同年，在影片《巴山夜雨》中饰演女主角刘文英，这是一个深受“四人帮”极左思想毒害的女青年形象，凭借该片获得第1届中国电影金鸡奖最佳女主角。
1981年，主演谢铁骊、陈怀皑、巴鸿执导的剧情电影《知音》，在片中饰演性格机警、心灵纯真的小凤仙；同年，主演杨延晋执导的剧情电影《小街》，在片中饰演纯真羞涩的少女俞；同年她成为中国电影史上第一位一年内连获四冠的演员，分别为：金鸡奖、百花奖、文汇奖、政府奖。并随中国电影代表团去澳洲访问。
1984年，在谢铁骊执导的剧情电影《清水湾，淡水湾》中饰演突然获得姑妈巨额遗产的普通女工顾婷婷；同年，在孙道临执导的剧情电影《雷雨》中饰演鲁四凤；同年，主演董克娜执导的剧情电影《明姑娘》。
1985年，留学美国加州州立大学北岭分校，学习电影电视制作，后攻读硕士学位。
1991年开始，张瑜在台湾拍戏三年，除了《一代名妓李师师》外，还拍了《黄土地外的天空》、《纸婚》、《红花记》、《斩王爷》等电视剧。
1993年，回大陆重返影坛，选择的第一部戏是张建亚执导的剧情电影《王先生之欲火焚身》，在片中饰演大红大紫的歌女；同年，金凤凰奖表演艺术家特别贡献奖称号。
1995年，回到北京后，主演年代剧《梦断情楼》；然后以制片人身份参与制作影片《太阳有耳》，该片获得第46届柏林国际电影节最佳导演银熊奖和影评人最佳故事片奖。
1996年，在第二部“太阳”片《太阳火》中除了担任制片人与女主角外，还参与了导演工作。
1999年，在《重金防线》、《未列入名册》几部电视剧中张瑜既是制片，又是主演。
2004年，张瑜首次拍摄纪录片《中国电影在上海》，片中汇集了各个时代中国电影人在电影艺术上的心路历程，这是给中国电影百年诞辰的献礼。
2005年，投资拍摄人物传记电影《鲁迅》，在片中出演鲁迅的妻子许广平，该片获得第11届中国电影华表奖优秀夏衍文学剧本奖；同年，主演2005年感动中国第一人的主旋律影片《任长霞》，该片获得第11届中国电影华表奖最佳故事片奖。
2006年，领衔主演宋江波执导的悬疑侦探电影《大道如天》，在片中饰演公安局长江如兰。
2007年，领衔主演剧情电影《天地告白》，在片中饰演坚持真理、主张正义新闻记者晨枫。
2008年，首次执导并出演青春励志电影《八十一格》。
2010年，时隔30年后，担任导演拍摄《庐山恋》的续集《庐山恋2010》，并在片中掌管着一家规模宏大集团的商界女强人周筠。
2012年，执导爱情电影《云之锦》，该片由杨烁、张璇、吕中主演。
2022年，参演电视剧《林深见鹿》播出。
