Ziyi Zhang már fiatalon táncolni és tornázni tanult, éveket töltött el a tradicionális kínai néptáncok gyakorlásával, majd a hírneves Pekingi Táncakadémián tanult.<br>15 évesen azonban már a színészettel kezdett el ismerkedni és beiratkozott a pekingi Központi Dráma Akadémiára, majd nem sokkal ezután megkapta élete első szerepét a <i>Touching Starlight</i> című tv sorozatban, ahol egy fiatal táncosnőt alakított, akinek minden álma összeomlott, amikor a lábát amputálni kellett egy betegség miatt. A sorozat után röviddel jött karrierjében a nagy áttörés, ugyanis Kína egyik legelismertebb rendezője, Zhang Yimou <i>Az út haza</i> főszerepére őt választotta ki a több ezer jelentkező közül. Zhang Yimou ezután beajánlotta a lányt Ang Lee-nek, aki a Tigris és Sárkány főszerepére keresett színésznőt. A film a 2000-es év egyik legnagyobb sikere lett.<br>
2001 nyarán szerepet kapott az első külföldi filmjében, Jackie Chan <i>Csúcsformában 2</i>-jében, ahol Hu Li-t a bűnözőt alakította. Miután visszatért Ázsiába, először egy kisebb szerepet játszott el a <i>Zu Legendája</i>-ban, amit Tsui Hark rendezett, majd egy koreai film következett, a <i>Musa</i>, amiben egy Ming hercegnőt személyesített meg, akit a mongol csapatok elrabolnak.<br><br>Ezután visszatért Kínába, ahol ismét Zhang Yimou-val dolgozott együtt a <i>Hős</i> című wuxia-ban. Első felnőtt drámai szerepe a <i>Purple Butterfly</i> volt, ami az 1930-as években játszódik Shanghaiban. Ziyi következő filmje a <i>2046</i> volt, majd híres Wong Kar Wai film után egy fiatal és ígéretes rendező, Huo Yong <i>Jasmine Women</i> című filmjében vállalt szerepet. Ezt a filmet követte Zhang Yimou következő munkája, mely a <i>Repülő tőrök klánja</i> címet kapta.<br>
2004 végén az Egyesült Államokba utazott az <i>Egy gésa emlékiratai</i>-nak forgatására. Ez volt az első komoly hollywoodi szerepe, olyan színészek társaságában, mint Watanabe Ken, Michelle Yeoh és Gong Li. A film nem lett sikeres a kritikusok szerint, Ziyi remek alakítása azonban több díjat is eredményezett.