1983年，他出生在福建龙岩的一个事业单位家庭，父亲在去东莞开办电子产品加工厂之前是市科委的工作人员，母亲是护士。与事业单位大院里其他父母对子女严加管束不同，热爱尝试新鲜事物的父母很早就给了张一鸣宽松环境，让他在很小的时候就能自主决定自己的人生走向。2001年进入南开大学先后就读于微电子和软件工程专业。他在大四时编写的电路板自动化加工软件PCBS曾获得过“挑战杯”二等奖。
2005年，大学一毕业，他就组成3人团队，开发一款面向企业的IAM协同办公系统。但产品的市场定位失误导致了创业失利，当时协同办公在中国根本还没有发展起来。
2006年2月，张一鸣进入旅游搜索网站酷讯。作为酷讯的第一个工程师，他全面负责酷讯的搜索研发，一年后成为技术高级经理，手下管理着40多人，最终担任技术委员会主席。那时候他毕业还不到两年，看到公司管理中出现的诸多问题，很想知道大公司是如何管理的。
2008年，离开酷讯去了微软。起初张一鸣抱着学习大公司如何协调管理工程师的想法加入了微软，但微软给他留下的印象并不尽如人意，随后离开微软。
2008年9月，以技术合伙人的身份在饭否创业，负责饭否的搜索、消息分发、热词挖掘、防作弊、用户排名等后台系统方向，为社交分析储备了大量技术。因为饭否是个社区，需要跟用户有更多的互动。“我们经常去做用户沟通和访谈，所以更懂得了如何理解用户。”饭否让张一鸣感受到了信息在人与人之间流动的价值。如果把酷讯和饭否结合起来，其实就是“组织信息+社交行为分析”，这就是“今日头条”的雏形，张一鸣也就是在这时候有了做“个性化信息推荐”的想法。当饭否被关闭之后，海纳亚洲找上门来，希望出资由张一鸣创立一家房产信息网站。
2009年10月，张一鸣开始了第一次独立创业，创办了垂直房产搜索引擎“九九房”。在九九房，张一鸣开始涉足移动开发，6个月间推出掌上租房、掌上买房等5款移动应用，在当时的移动互联网环境下实现150万用户，是房产类应用的第一名。
2011年底，辞去了九九房的CEO职位。
2012年，创立今日头条。
2012年7月，带领今日头条获得SIG海纳亚洲等数百万美元A轮投资。
2013年9月，带领今日头条获得DST等数千万美元B轮投资。
2014年6月3日，带领今日头条完成C轮融资，由红杉资本领投。
2018年1月18日，张一鸣当选今日头条科学技术协会第一届名誉主席。
2018年11月，陈林接替张一鸣担任今日头条CEO一职。
2020年3月12日，字节跳动创始人张一鸣发布全员信宣布组织全面升级，张一鸣将领导公司全球战略和发展，更专注于长期重大课题的探索和战略思考，包括全球化企业管理研究，企业社会责任，以及教育等新业务方向。同时，张一鸣会花更多精力完善字节跳动全球管理团队。
