1981年5月29日出生四川省资阳市雁江区的张歆艺，经历过两次重大抉择，而第一次选择竟是为了钱。父亲需要治病，照个CT就要四百多块，父母的工资加起来才一千多一点，为了补贴家用，她放弃升学，1998年毕业于四川艺术职业学院并去了深圳市歌舞团当起演员去挣钱。

虽然生活带给了张歆艺难处和苦涩，但也锻炼了她解决问题的能力，让她认清了自己要走的路，于是她提起勇气，决定去改变生活，她的第二次重要决定就是去考大学。她把有着丰厚工资的工作辞了，卯足了劲一心考中戏，她说“妈妈说我长这么大就没见过我这么努力看书，冥冥中我觉得这样做未来的生活会有很大改变。”最终，2001年考入中央戏剧学院表演系本科班学生。2005年毕业中央戏剧学院后签约北京鑫宝源影视投资有限公司正式踏入了演艺圈。同年被赵宝刚导演选中出演了电视剧《风吹云动星不动》饰演一个身世复杂的林墨琴。

2006年客串了喜剧片《武林外传》饰演小青，同年与王志文、王志飞、吕凉、童瑶出演了由导演郭靖宇的《龙虎人生》饰演何雪珍。

2012年，凭借热播剧《北京爱情故事》中爽朗率性的“夏姑娘”林夏一角而人气高涨。同年，主演杨树鹏指导的电影《匹夫》，受到更多的关注。

在2012年“80后新生代娱乐大明星”评选活动中，张歆艺被评选为内地新“四小花旦”（与杨幂、刘诗诗及白百何）之一。
在2005年与杨树鹏拍摄电视《风吹云动星不动》时两人相识，当时张歆艺大学还未毕业，而杨树鹏已经是一位具有较高知名度的导演。虽然杨树鹏比张歆艺大11岁，但是两人非常谈得来，戏拍完后他们就互生情愫。在相恋的七年里，杨树鹏和张歆艺合作拍摄了五部戏。

2013年5月23日凌晨，在陕西宝鸡领证结婚的杨树鹏、张歆艺低调抵达北京。