Родился 14 ноября 1951 года в городе Сиань провинции Шэньси в семье сторонников Гоминьдана. За то, что его старший брат служил в армии Чан Кайши, во время «культурной революции» Чжан был исключён из школы и отправлен «на перековку» в сельскохозяйственную коммуну. С 1968 по 1971 год он трудился в сельском хозяйстве, с 1971 по 1978 год — на текстильной фабрике. В этот период Чжан Имоу увлекался рисованием и любительской фотографией (в 18 лет он стал донором и 5 месяцев сдавал кровь, чтобы накопить денег и приобрести свою первую камеру).
Когда в 1978 году открылась Пекинская киноакадемия, Чжану Имоу было уже 27 лет — слишком много, чтобы сдавать вступительные экзамены. Для осуществления своей мечты ему пришлось лично обратиться в Министерство культуры КНР с просьбой сделать исключение для человека, «потерявшего 10 лет из-за Культурной революции». Заявление, к которому был приложен портфель личных фотографий, было удовлетворено, Чжан стал студентом и окончил академию в 1982 году.
Первый же полнометражный фильм Чжана «Красный гаолян» имел успех не только в Китае, но и удостоился приза «Золотой медведь» на 38-м Берлинском кинофестивале. В Европе произведения Чжан Имоу всегда встречали с восторгом, так как в них он поднимал серьёзные социальные проблемы и слыл по этой причине «диссидентом». В частности, он снял фильм по роману Юй Хуа «Жить», который был запрещён к показу в Китае, чем привлёк особое внимание к себе как в Европе, так и в США.
С тех пор у Чжан Имоу появилось множество различных наград, но признание широкой публики ему принесли монументальные полотна-противопоставления на историческую тему «Герой» и «Дом летающих кинжалов», собравшие соответственно около 177 миллионов долларов и 90 миллионов долларов кассовых сборов по всему миру. В этих фильмах режиссёр продемонстрировал умение играть цветовыми оттенками, превращая каждую сцену в произведение искусства. При этом внешняя эстетика несёт серьёзную внутреннюю, философскую или чувственную, нагрузку. А его фильм «Проклятие золотого цветка» вовсе потряс буйством красок и установил новый рекорд по внутрикитайским сборам.
Именно Чжан Имоу дал путёвку в большой кинематограф двум самым известным китайским актрисам Гун Ли и Чжан Цзыи — обе впервые снялись в его лентах, будучи студентками второго курса Центральной академии драмы.
В 2005 г. Чжан Имоу поставил в Париже оперу Пуччини «Турандот» (заглавную партию исполняла Ирина Гордей). Для постановки были привлечены китайские художники по костюмам и декорациям, в спектакле участвовали около 450 статистов. Чжану удалось совместить европейскую оперную школу с декоративной условностью китайской оперы.
В период подготовки к Олимпиаде в Пекине Чжан Имоу был главным постановщиком церемоний открытия и закрытия Игр, в связи с чем временно отложил работу в кино.
После неоднозначного приёма и финансового провала фильма «Великая стена» Чжан Имоу поставил высоко оценённую критиками картину «Тень», которая получила 12 номинаций на 55-й церемонии вручения премии «Золотая лошадь» и в итоге выиграла четыре, включая приз за «Лучшую режиссуру».
