2000年，参演爱情剧《你的生命如此多情》，由此进入演艺圈。2005年，凭借电影《孔雀》获得第6届华语电影传媒大奖最佳女主角奖。
1980年2月2日，张静初出生于福建永安一个普通的知识分子家庭，从小在山区里长大。
1995年，毕业于福州师范艺术学校幼师美术班，毕业后她对家里撒谎说考上了电影学院的美术系，然后自己一个人跑到北京呆了一年，补习美术。
1997年，考入中央戏剧学院导演系大专班。
1999年，张静初自中央戏剧学院毕业，张静初打算考研然后当老师，期间在北京第二外国语学院和新东方外语学校补习英语。在此期间，她为求好运，将自己的名字张静改为张静初。
2000年，张静初参演了由尹力执导，常远、刘栋、李法曾等领衔主演的爱情剧《你的生命如此多情》，由此进入演艺圈。
2001年，出演了由何中华、俞飞鸿、陈继铭等联袂出演的古装武侠剧《三少爷的剑》。
2002年，与范冰冰、乐珈彤、沈晓海等联袂出演了由张多福、朱德承执导的古装言情剧《爱情宝典》，张静初在《风筝误》单元出演詹府才貌双全的二小姐“詹淑娟”。
2003年，主演了由顾长卫执导的剧情片《孔雀》，张静初在片中饰演外表安静、内心执拗的姐姐“高卫红”，凭此角色获得了第6届华语电影传媒大奖最佳女主角，该片于2005年2月18日在第55届柏林国际电影节期间上映，并获得了评委会大奖银熊奖。
2005年4月13日，与印小天搭档主演的爱情喜剧片《花腰新娘》上映，在片中饰演野性难驯的花腰彝族女孩“凤美”，凭借该角色张静初获得第12届北京大学生电影节最佳女主角奖；7月29日，由徐克执导，甄子丹、黎明、杨采妮等联袂主演的武侠片《七剑》上映，张静初出演对楚昭南一见钟情却又羞于表达的少女“刘郁芳”，凭此角色获得了第25届香港电影金像奖最佳女配角提名。8月25日，参演由导演袁卫东执导的儿童动作贺岁片《浅蓝深蓝》。
2006年2月14日，与范伟、聂远共同主演的剧情片《芳香之旅》上映，张静初扮演活泼的公车售票员“春芬”，并凭借该角色获得了第30届开罗国际电影节最佳女主角奖；4月，客串由顾长卫执导的影片《立春》；10月13日，由中国、芬兰、法国、荷兰四国合拍的魔幻武侠片《玉战士》上映，张静初在片中饰演来自东方古国，神秘而美丽的“品玉”。
2007年2月13日，与刘德华、古天乐、吴彦祖等领衔主演的犯罪电影《门徒》上映，张静初饰演为了劝丈夫戒毒而染上毒瘾的妻子“阿芬”，由此获得了第27届香港电影金像奖最佳女主角提名；8月10日，与成龙、克里斯·塔克合作出演的动作电影《尖峰时刻3》上映。
2008年，张静初与谢霆锋、张家辉领衔主演了由林超贤执导警匪片《证人》，饰演性格沉默硬朗的检控官“高敏”。
2009年4月10日，与张家辉、李修贤、李丽珍等共同主演的剧情片《红河》上映，张静初扮演纯真善良的智障少女“阿桃”；4月29日，与乌尔里奇·图克尔、丹尼尔·布鲁赫、史蒂夫·布西密等联袂领衔主演的历史传记电影《拉贝日记》上映，张静初饰演南京金陵女校擅长摄影的学生“琅书”；4月30日，与任达华、罗慧娟、覃恩美等合作主演的剧情片《天水围的夜与雾》上映，张静初因饰演柔弱纯良的四川姑娘“王晓玲”而获得了第29届香港电影金像奖最佳女主角提名；7月24日，由古天乐、刘青云、吴彦祖领衔主演的惊悚犯罪电影《窃听风云》上映，张静初在片中饰演有责任的好妈妈“任婉儿”。
2010年7月9日，与黄晓明、任贤齐、周立波等领衔主演的喜剧电影《唐伯虎点秋香2之四大才子》上映，张静初变身身份神秘的侠女“秋香”；7月12日，张静初与徐帆、李晨、陈道明等联袂出演的灾难电影《唐山大地震》首映，她在片中饰演劫后余生的方家女儿“方登”，由此获得了第28届中国电影金鸡奖、第47届台湾电影金马奖、第31届大众电影百花奖最佳女配角提名；8月6日，全球首部华语变异人动作电影《全城戒备》上映，张静初转型“打女”，饰演自幼学习太极武功的内地专家“程秀华”，凭借该角色获得了第30届香港电影金像奖最佳女配角提名。
2011年3月25日，与任达华、黄圣依等共同主演的犯罪电影《守望者：罪恶迷途》上映，饰演长饰演风情万种的旅馆老板娘“红姐”；4月8日，与文章、白百何、莫文蔚等合作出演的爱情电影《万有引力》上映，张静初演绎了为求子而不断努力的小娇妻“雪莲”；5月26日，张静初被上海国际电影节组委会任命为第14届上海国际电影节主竞赛单元评委。
2012年，张静初与余文乐、林宥嘉、朱雨辰领衔主演了由曾国祥、尹志文执导的爱情电影《醉后一夜》，她在片中饰演见惯各种规则却仍信奉爱情第一的导演助理“桐欣”。
2013年6月9日，与刘德华、佟大为、林志玲联袂主演的动作电影《天机·富春山居图》首映，张静初扮演坚韧果敢、智慧知性的“林语嫣”；6月19日，与龙品旭、黎兆丰等领衔主演的公益电影《我的影子在奔跑》上映，张静初因饰演温柔强悍的单亲妈妈“田桂芳”而获得了第29届中国电影金鸡奖最佳女主角提名；10月11日，与卢卡·巴巴拉斯基、吴嘉龙、卡瑞·刘易斯等主演的悬疑电影《危情黑吃黑》上映。
2014年3月7日，由五百执导的爱情电影《脱轨时代》上映，张静初除了在片中饰演讲话犀利、内心善良的失婚女“许可”外，还参与了影片的制片及编剧工作。
2015年3月18日，主演的科幻电影《三体》开拍；7月3日，客串出演的励志电影《我是路人甲》上映；7月31日，参演的动作电影《碟中谍5：神秘国度》上映。
2016年5月27日，主演的悬疑惊悚电影《蜜月酒店杀人事件》首映，张静初在片中一人分饰两角：性格高傲刻薄的佩儿和容貌欠佳、性格也唯唯诺诺的佩儿前助理“菲菲”；6月，参演真人网剧《画江湖之不良人》，在剧中饰演女帝；7月15日，与林更新、腾格尔、刘晓庆等领衔主演的动作喜剧片《快手枪手快枪手》上映，她在片中饰演冷艳女特工“李若云”；11月7日，与张歆艺、秦岚、袁弘等共同主演的都市情感剧《咱们相爱吧》首播，张静初出演才华洋溢的建筑系才女“林笑笑”；11月25日，张静初与吴彦祖、张若昀、郭采洁等领衔出演的动作悬疑电影《冲天火》上映，她扮演继承潘教授的遗愿的科学助手“高玉”。
2017年5月，主演的犯罪动作片《无双》开机；6月，与张歆艺、王栎鑫、谭维维等合作出演电影《泡芙小姐》；8月11日，与刘德华、舒淇、杨祐宁等合作出演冒险动作片《侠盗联盟》，张静初饰演对刘德华因爱生恨的前女友“Amber”。
2019年5月1日，与夏雨、胡军合作主演的电影《东北往事之二十年》，片中饰演女主角崔珠；11月，与林柏宏合作主演冒险动作片《冰峰暴》亮相东京电影节；11月8日，担任由于正担任发起人的全新综艺《演技派》表演老师。
2020年9月29日，主演抗疫题材时代报告剧《在一起》之《摆渡人》播出。
2021年1月25日，与姚晨、白宇主演的都市情感剧《假日暖洋洋》开播。
2006年8月31日，中国红十字基金会“红十字书库”公益项目在北京正式启动，张静初应邀共同担任这一公益项目形象代言人。
2009年9月2日，张静初出任“思源·AOC彩虹计划”公益形象大使。
2010年11月6日，张静初出席了“马连奴·奥兰迪慈善之夜”，受任成为中国听力天使基金爱心大使。发起对贫困聋儿的捐助活动，并在活动中为全国各地40名贫困聋儿捐助资金，用于配置助听器及语训康复。
2011年6月初，张静初应邀出任福建三明市禁毒大使；12月14日，张静初来到福建永安，携手中国听力医学发展基金会举办的“爱·未来，让世界听见”慈善活动，为家乡贫困失聪儿童送去语训康复所需物资。
2013年6月1日，张静初在北京丰台一家残障儿童学校陪孩子们度过六一儿童节；10月10日晚，张静初参加了“2013年芭莎明星慈善夜”，为全国待救助儿童筹集善款；11月23日，第十届中国大学生和平大使选拔赛在北京举行总决赛，张静初应邀出席，并作为“大学生和平大使代言人”，代表全国大学生宣读和平宣言。
2014年10月21日，张静初回到家乡永安举办爱心捐助活动，受捐助的11位低保老人，每位每月获得600元生活费，直到老人百年后；20位家庭困难的高中学生每位每年获得3000元助学金，直到高中毕业。
2015年5月，张静初受邀出任联合国“我的世界”项目中国区形象大使。
张静初演绎的每一个角色都有着与众不同的个性，《孔雀》里疯狂的姐姐，《花腰新娘》里泼辣的凤美，《七剑》里柔弱的郁芳，《门徒》中堕落的阿芬，再到《唐山大地震》中冷漠的王登，张静初用一个个鲜活的人物为自己的演艺之路描绘上不同的色彩。（《北京晚报》评）
在电影《唐山大地震》中，张静初的表现可圈可点，用精湛的演技引发了观众的共鸣。尤其是在母女重新相认的瞬间，她没有用大幅度的形体动作来渲染情绪，只是在特定环境中演绎人物悲喜交加的心态，只是一滴合时间合感情的眼泪就重重地砸在了观众的心头。（搜狐娱乐评）
在电影《我的影子在奔跑》中，张静初出色演绎了一个特殊的单身母亲，感人至深。（人民网-文化频道、金羊网-羊城晚报评）
在电影《危情黑吃黑》中，张静初瞒着恋人调查取证时的踌躇，为爱而跟随恋人逃亡时的决绝，从细微动作到情态表现，都表现的张弛有度，人物塑造极富层次感。（时光网评）
