一九七五年，张建亚在上海电影制片厂下属的演员剧团担任演员工作，积累了初步的表演实践经验。三年后，即一九七八年，他成功考入北京电影学院，与后来成为中国电影界重要人物的陈凯歌、张艺谋等人成为同窗，共同接受了系统的电影教育。一九八二年自北京电影学院毕业后，他进入上海电影制片厂，先后担任导演助理和导演职务，开始了其电影创作的职业生涯。就在同一年，他与谢小晶、田壮壮两位电影人合作，共同执导了作品《红象》，这部影片不仅是他们个人创作生涯的早期成果，同时也被视作北京电影学院一九七八级学生集体创作中的第一部正式作品，具有里程碑式的意义。此后，张建亚持续活跃于电影行业，并时常出席各类相关文化活动。
一九九零年，在黄蜀芹导演执导的电视剧《围城》中，张建亚饰演了剧中一位才华未展、际遇坎坷的诗人角色董斜川。两年后，即一九九二年十月，由张建亚亲自担任编剧并执导的喜剧电影《三毛从军记》正式公映，这部影片改编自著名作家张乐平先生的同名系列漫画，以其独特的幽默手法与叙事风格，开创了中国电影后现代喜剧的先河，在影坛引起广泛关注。凭借此片的卓越成就，张建亚成功荣获第六届中国电影童牛奖优秀导演奖，并同时获得第十三届中国电影金鸡奖最佳导演奖提名。进入一九九三年，张建亚再次将目光投向漫画改编领域，他取材于叶浅予先生的经典漫画作品《王先生》，并将其精心拍摄成电影《王先生之欲火焚身》。次年，即一九九四年，由他执导的另一部喜剧电影《绝境逢生》为他赢得了首届中国电影华表奖最佳导演奖的殊荣，该片本身亦荣获第十五届中国电影金鸡奖评委会特别奖，进一步奠定了他在喜剧电影创作方面的地位。 一九九五年，张建亚投身于一个更具开拓性的项目，他开始全力筹备并打造中国电影史上首部大规模运用电脑特效的影片《围城》。该片计划以原著小说的前七回内容作为创作蓝本，旨在实现技术上的重大突破，然而遗憾的是，由于拍摄过程中资金意外撤出，导致这个颇具野心的项目最终未能顺利完成。时隔数年，至一九九九年，张建亚执导的影片《紧急迫降》成功面世。这部电影在中国电影发展历程中具有里程碑意义，它是国内首次大规模运用电脑特效技术来呈现宏大而惊险的场面，其探索与实践对行业产生了深远的影响。该片也因此获得了当年度中国电影华表奖最佳故事片奖和优秀电影技术奖，并在第二十届中国电影金鸡奖评选中获颁最佳故事片特别奖。进入新世纪后，在二零零二年十一月一日，由张建亚执导的惊悚动作电影《极地营救》登陆影院，该片由知名演员莫文蔚与邵兵联袂主演，为观众带来了全新的视听体验。
二零零六年，张建亚执导了历史题材电视剧《贞观之治》，该剧的剧本创作邀请了史学家孟宪实与作家阿城共同参与，这也是两位学者首次涉足电视剧本的撰写工作。作品生动再现了初唐时期的社会风貌，并将贞观年间的君臣形象刻画得栩栩如生。值得注意的是，此剧是张建亚个人执导生涯中的首部电视剧作品。随后在二零零七年二月八日，其执导的爱情喜剧电影《贞观之治》于中国内地正式公映。同年十月十二日，由上海电影集团公司出品、张建亚执导的“十七大”重点献礼影片《东方大港》在全国政协礼堂隆重举行了首映仪式。二零零八年，张建亚在完成《爱情呼叫转移》的执导工作后，再次接手并执导了该系列的续集《爱情呼叫转移Ⅱ：爱情左右》。也在同一年，他参与了水浒英雄谱系列数字电影的创作，执导了其中一部作品《母夜叉孙二娘》。二零一一年，张建亚受制片人张纪中之邀，担任了新版中国古典名著改编作品《西游记》的总导演一职。进入二零一二年，其执导的人物传记电影《钱学森》于三月二日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联合发行。二零一五年，张建亚又执导了一部爱情喜剧电影《印度奇游》，这部影片的原名是《印度神游》。
二零二零年十月一日，其参演的电影作品《我和我的家乡》正式登陆院线，他在片中生动塑造了“姜老头”这一角色。进入二零二一年，他在一月十一日受邀担任了由上海电影（集团）有限公司出品制作的电影《大城大楼》的监制工作，为影片的整体创作提供了重要指导；同年十月一日，他又有一部参演的电影《我和我的父辈》上映，并在该片特别设置的《鸭先知》故事单元中饰演了“蒋大爷”一角；此外，他在该年度还参与了电影《1921》的演出。时间来到二零二三年，他以艺术顾问的身份深度参与的电视剧《繁花》顺利播出，为剧集的艺术品质保驾护航。二零二四年四月九日，其参演的电视剧《城中之城》正式与观众见面；随后在六月十五日，他参演的另一部电影力作《狗阵》在全国范围内公开上映；同年十二月七日，又有他出演的电影《孤星计划》登陆大银幕。展望二零二五年，其参演的电影《酱园弄·悬案》定档于六月二十一日上映；紧接着在七月，他获邀担任了中国电影导演协会二零二四年度荣誉评选的终审评委，以其深厚的专业素养参与行业重要奖项的最终裁定。
一九八四年，导演张建亚与知名演员张瑜步入婚姻殿堂，两人的相识得益于共同的好友、演员郭凯敏的热情介绍。这段姻缘起初备受外界关注与祝福，然而在随后的共同生活中，因事业发展、性格差异及其他多方面因素的复杂影响，他们的关系逐渐出现了难以弥合的裂痕。最终，这段婚姻未能经受住时间的考验，两人在经过慎重考虑后，选择了和平分手，以离婚结束了彼此的夫妻关系。
张建亚先生曾担任上海市第十一届政协委员，在文化艺术领域积极参与参政议政工作。二零一三年，上海电影家协会召开了第七次会员代表大会，会议经过民主程序选举产生了新一届的理事会及主席团，张建亚凭借其在电影行业的深厚资历与广泛影响力，再次获选担任协会主席一职。此后，在二零二四年十月二十四日，中国夏衍电影学会为进一步推动电影工业与科技影视领域的专业发展，正式成立了工业与科技影视专业委员会，张建亚被任命为该专业委员会的主任，负责引领相关领域的学术交流、技术研讨与产业合作。
在张建亚的导演创作中，游戏精神、感官快感与影像新语言的探索始终占据着核心地位。他主要专注于喜剧片与灾难片两大类型，擅长运用独特的电影语言来营造幽默效果，常常将古今中外众多经典影片中的著名场景信手拈来，巧妙地编织进自己的作品叙事之中，从而充分展现出导演本人那种充满诙谐与调侃意味的艺术个性。在他看来，无论拍摄何种题材，首要的原则是让影片“好看”，正是这种创作理念，使得他的艺术风格与同时期第五代导演的同侪们形成了鲜明对比。他的电影并不背负“文以载道”的沉重使命，既无意充当启蒙教育的工具，也从不以居高临下的姿态审视观众，而是长期投身于中国喜剧电影的艺术创新与类型发展。在他的喜剧作品中，主人公往往是市井生活中的小人物，那些令人捧腹的爆笑桥段深处，常常蕴含着许多深刻的生存辛酸与难以直言的严肃思考，体现出对普通人的真挚人文关怀。凭借强烈的创新意识，他的影片成功地将漫画式表现手法、荒诞叙事风格以及纪实资料片片段、夸张滑稽的表演形式有机融合，在天马行空的大胆想象中传递出幽默与快乐的情感，同时也在看似轻松嬉闹的表象下寄托着深刻的寓意，形成了独树一帜的美学风格，从而开拓了中国电影在喜剧创作上的全新疆域。有剧照评论家指出，《三毛从军记》的诞生，标志着在第五代导演群体中，首次出现了具有后现代主义风格特征的导演人才。张建亚亦不断尝试跨越不同类型的风格实践，此外，从《大闹天宫》到《钱学森》的创作历程中，他持续探索电脑特效技术与实体模具造型在电影制作中的综合运用，并取得了卓著的成绩，被誉为中国电影界“技术派”的代表人物与领军者。在平日的工作与生活中，张建亚也保持着平易近人、幽默风趣且健谈开朗的个人风格，被电影业界亲切地称为“老顽童”。