1975年张建亚在上影演员剧团做演员，1978年考入北京电影学院，与陈凯歌，张艺谋是同学 。1982年毕业后任上海电影制片厂任导演助理、导演。同年与谢小晶、田壮壮共同执导《红象》，这是北京电影学院78班的第一部作品 。1990年在黄蜀芹指导的电视剧《围城》里饰演一位不成器的诗人董斜川 。1992年10月张建亚自编自导，根据作家张乐平的同名漫画改编的喜剧电影《三毛从军记》上映，影片开创了中国电影后现代喜剧风格 。张建亚因此获得第6届中国电影童牛奖优秀导演奖、提名第13届中国电影金鸡奖最佳导演。1993年拍摄取材于叶浅予漫画《王先生》的电影《王先生之欲火焚身》 。 1994年凭借执导的喜剧电影《绝境逢生》获第1届中国电影华表奖最佳导演奖 ，影片获得第15届中国电影金鸡奖评委会特别奖 。1995年开始全力打造中国第一部电脑特效片《大闹天宫》，该片以原著前7回为创作蓝本，可惜资金中途撤出，未能完成 。1999年执导的《紧急迫降》，是中国电影史上第一次尝试用电脑特效表现惊险大场面，具有开创意义，影片获1999年度中国电影华表奖最佳故事片奖、优秀电影技术奖；第20届中国电影金鸡奖最佳故事片特别奖 。2002年11月1日执导的惊悚动作电影《极地营救》上映，影片由莫文蔚、邵兵主演 。 2006年执导历史题材剧《贞观之治》，史学家孟宪实和作家阿城首次参与创作电视剧本，该剧再现了初唐历史风貌及活生生的贞观君臣，这是张建亚执导的首部电视剧 。2007年2月8日执导的爱情喜剧电影《爱情呼叫转移》在中国内地上映 。10月12日执导由上海电影集团公司出品的“十七大”重点献礼影片《东方大港》在全国政协礼堂举行首映礼 。2008年继《爱情呼叫转移》后再次执导续集《爱情左灯右行》 。同年执导水浒英雄谱系列数字电影，其中包括《母夜叉孙二娘》。2011年担任制片人张纪中筹拍的中国古典名著新版《西游记》的总导演 。2012年3月2日执导的人物传记电影《钱学森》由由西部电影集团有限公司与中国人民解放军总装备部电视艺术中心发行 。