张家辉的祖籍位于中国广东省番禺地区。他自幼成长在一个经历父母离异的家庭环境中，主要由母亲抚养长大，家中还有三位姐姐，共同度过了早年岁月。1984年，张家辉进入皇家警察少年训练学校学习，随后顺利从警察训练学校毕业，正式成为一名警员，开启了短暂的警务职业生涯。至1988年，他经由他人引荐，加入了李修贤先生创办的万能影业公司，最初从事幕后相关工作，逐步接触电影行业。1989年，张家辉首次获得演出机会，在电影《壮志雄心》中饰演一名少年警校学员，由此正式步入演艺界，拉开了其作为演员的生涯序幕。回顾张家辉的童年时光，其成长经历也为他日后塑造各类角色奠定了独特的生活基础。
一九八九年，张家辉正式与亚洲电视签约，由此开启了他的职业演员生涯。在加入亚视后，他所参与拍摄的首部电视剧是由陈木胜监制的警匪题材作品《赤子雄风》，并在其中挑战了反派角色。一九九四年，他参演的电影《重案实录之惊天械劫案》登陆大银幕，与观众见面。次年，即一九九五年，他转而签约无线电视，拓展了其演艺平台。一九九八年，他出演了由王晶执导的喜剧赌片《赌侠1999》，其出色表现使他获得了第十八届香港电影金像奖最佳男配角提名，受到业界关注。一九九九年，他在电影《千王之王2000》中成功塑造了“梁宽”这一角色。二零零四年，他参演了杜琪峰导演执导的《大事件》，在片中饰演了角色“张志恒”。二零零六年，他主演了电影《黑社会2：以和为贵》，担纲重要戏份。同年八月，由邱礼涛执导的电影《黑白道》上映，他在剧中饰演了卧底探员海生，展现了复杂的内心戏。二零零七年，他在电影《出埃及记》中饰演“关炳文”，凭借这一角色再次获得第二十七届香港电影金像奖最佳男配角提名。二零零八年，他与谢霆锋、张静初合作主演了电影《证人》，这部电影成为其演艺生涯的重要里程碑，张家辉凭借片中精湛的演技，一举荣获第五十三届亚太影展最佳男主角、第二十八届香港电影金像奖最佳男主角以及第四十六届台湾电影金马奖最佳男主角多项殊荣。同年九月二十五日，他主演的电影《保持通话》正式公映。二零零九年四月十日，由章家瑞执导、他主演的电影《红河》上映。二零一零年，他出演了由林超贤执导的警匪大片《线人》，进一步巩固了其在动作类型片中的地位。二零一一年，张家辉与谢霆锋、蔡卓妍、黄奕、何家劲、佟大为等多位演员合作，参演了《财神客栈》；同一年，他还在电影《建党伟业》中客串出演，饰演了历史人物“梁启超”。
在2012年上映的犯罪悬疑片《大追捕》中，任达华、文咏珊与谢安琪共同主演，张家辉则于片中挑战了哑巴杀手“王远阳”这一极具突破性的角色。其精湛的演绎为他赢得了业界高度认可，先后获得第49届台湾电影金马奖最佳男主角提名以及第32届香港电影金像奖最佳男主角提名。进入2013年，张家辉持续活跃于影坛，他在电影《激战》中生动塑造了角色“程辉”，并凭借此片斩获第16届上海国际电影节最佳男演员奖与第10届华鼎奖中国最佳电影男演员奖，同时还获得了第56届亚太影展最佳男主角提名。同年，他亦参演了电影《扫毒》，并首次尝试导演工作，执导了个人首部电影作品《盂兰神功》。此外，在4月27日，其出演的犯罪嫌疑剧《同谋》正式与观众见面。2014年，张家辉再度与导演林超贤合作，出演了电影《魔警》。同年，他还搭档郑秀文、Angelababy及欧豪，主演了爱情轻喜剧《临时同居》，展现了其多元的戏路。2015年2月19日，他与周润发联袂出演的电影《澳门风云2》登陆院线；随后在4月30日，其主演的另一部电影《赤道》也展开了全国公映。同年，张家辉再次执起导筒，执导了惊悚题材电影《陀地驱魔人》，进一步拓展了其在电影领域的创作版图。
在2016年，张家辉与古天乐共同主演了电影《使徒行者》，他在片中饰演的蓝博文是一个拥有双重身份的卧底，当深厚的兄弟情谊与卧底所肩负的正义使命产生激烈冲突时，这个角色陷入了极其艰难且充满矛盾的抉择之中。到了2019年6月，由张家辉等人主演的国产科幻影片《末日拯救》已进入紧张的筹备与制作阶段；同年8月7日，他与老搭档古天乐再次合作主演的电影《使徒行者2:谍影行动》正式登陆院线；紧接着在8月16日，他与杨紫、任贤齐等多位演员联袂主演的影片《沉默的证人》也如期上映；而在10月25日，一部犯罪动作片《催眠·裁决》与观众见面，张家辉在其中饰演了陪审团成员许立生这一重要角色。2022年8月5日，他参演的电影作品《明日战记》按计划播出；随后在9月，他又参与了电影《爆裂点》的拍摄工作。进入2023年，张家辉继续活跃于大银幕，其主演的电影《爆裂点》于12月8日上映；紧接着在12月16日，另一部由他主演的影片《怒潮》也如期公映，他还亲自为这部电影演唱了推广曲《再见往事》。2024年，他的作品依然密集，4月4日主演的电影《超意神探》上映；6月16日，他参与了活动《2024微博电影之夜》；8月16日，其主演的又一部电影《重生》与观众见面。2025年对于张家辉而言是颇具意义的一年，他自导自演的电影《赎梦》于3月27日率先在香港地区上映，他不仅担任导演和主演，还主唱了该片的主题曲《永远的失眠》；随后该片于8月23日在中国大陆上映。同年9月28日，他主演的电视剧《绝命法官》播出；就在同一天，由他演唱的该电视剧《绝命法官》的主题曲《因果之灰》也正式上线发布。此外，在10月7日的一次公开采访中，张家辉谈及了网络上关于他的鬼畜视频剪辑以及“渣渣辉”这个广为流传的称呼，他对此展现出豁达的态度，表示：“我并没有什么特别的看法，大家只是出于好玩的心态，虽然我个人并没有鼓励这种行为，但我也并不反对。”
张家辉与关咏荷最初在亚洲电视相识并逐渐相熟，两人于1992年共同参与拍摄《龙在江湖》期间因戏结缘，感情日渐加深，从而正式确立了恋爱关系。在1995年至1996年间，由于张家辉选择远赴南非生活工作，两人曾经历了一段短暂的分离。直至1996年，因张家辉的姐姐病情加重，他决定返回香港，在此过程中二人重逢并再次走到一起，感情得以修复并更加稳固。经过多年的爱情长跑，他们最终在2003年12月8日于澳大利亚悉尼正式步入婚姻殿堂，结为夫妻。婚后，两人的家庭生活幸福美满，他们的女儿张童（英文名Brittany）于2006年1月24日顺利出生，为这个家庭增添了更多的温馨与欢乐。
2009年6月，演员张家辉积极参与在香港跑马地马场举办的“半边天基金会筹款之夜”慈善活动，他在现场诚挚呼吁社会各界人士伸出援手，共同为需要帮助的群体奉献爱心。次年4月，张家辉与艺人莫少聪一同前往青海玉树地震灾区实地了解灾后情况，他们用镜头记录下当地实况，并将拍摄所得影像片段于4月26日举行的大型慈善汇演中公开播放，以唤起公众对灾区的持续关注。同年5月，张家辉出席了“苗圃行动”中国教育助学计划的相关活动，因其长期投身公益，获正式委任为该计划的助学大使，致力于推动贫困地区的教育发展。2015年4月16日，担任协康会健乐大使的张家辉现身一项慈善美食活动，他热情邀请全城市民共同参与，以此汇聚力量支援特殊需要儿童。作为协康会健乐大使，张家辉先生携手多位米芝莲星级名厨以及该会的特殊需要学童，共同为象征地球的大型蛋糕进行装饰，生动呈现“环球美食荟萃”的活动主题，借此呼吁全港市民积极支持、齐心关怀有特殊需要的儿童及其家庭。随后在2015年4月23日，张家辉受邀出席第五届北京国际电影节闭幕式，于红毯及典礼现场亮相。
2018年8月9日，演员张家辉通过其个人微博账号正式发布了一则律师声明。张家辉因其在影视作品中独特的香港普通话口音，曾被广大网友善意地调侃并昵称为“渣渣辉”，这一称呼也反映出他在公众中亲切而富有辨识度的形象。然而，在这份声明中，他严肃指出，一款名为《我是渣渣辉》的网络游戏在未经任何协商与许可的情况下，于其广告宣传物料中擅自使用了张家辉的肖像及姓名等个人形象元素。该行为并未事先取得张家辉本人或其所属经纪公司的正式授权，已涉嫌构成对艺人肖像权与姓名权的明确侵害。声明进一步要求涉事游戏开发方、运营方及所有相关宣传主体立即停止一切侵权行为，全面删除并撤下所有包含侵权内容的广告与宣传资料，同时采取有效措施以消除此次事件对张家辉个人声誉所造成的负面影响，并保留追究相关方法律责任的一切权利。
在长达二十年的演艺生涯中，张家辉并未凭借出众的外表或特别的运气脱颖而出，而是从影视圈的基层工作起步，经历了漫长的打杂、跑龙套以及饰演各类喜剧小人物的阶段。这段默默耕耘的岁月一直持续到2009年，他才终于凭借电影《证人》中的精湛表演，赢得了香港电影金像奖的肯定。尽管成长于香港偶像明星辈出的娱乐环境，张家辉本人却并不善于交际，也鲜少热衷于公开表达自我。在过去的二十多年里，他始终保持着低调的作风，很少频繁露面，也不过多参与应酬，只是踏踏实实地履行着一个普通演员的本职工作。无论是在台前幕后接受采访，还是在酒店等场合面对媒体，张家辉总是衣着得体、梳洗整齐，以一身正装示人，并略带严肃地端坐着回答每一个问题。这种一丝不苟的举止，恰恰体现了他那种有板有眼、恪守传统的个性特质。