五岁开始学习小提琴，1983年进入中央音乐学院附小，1990年被保送大学指挥系学习，师从徐新教授，同时得到冀瑞铠教授的大力扶持。2000年至2003年就读于德国萨尔布吕肯音乐学院，师从德国著名指挥家、教育家马克思.博默尔教授，获得指挥硕士学位。

张艺与中国国家交响乐团、中国广播交响乐团、澳门交响乐团、上海交响乐团、上海广播交响乐团、中央民族乐团、中央芭蕾舞团、中央歌剧院、香港小交响乐团、德国萨尔布吕肯广播交响乐团等多次合作举行音乐会、歌剧、芭蕾舞和录制唱片。曾多次出访欧洲与亚洲等地，并得到过马来西亚国王和王后的赏识，被当地新闻媒介赞为"灿烂的、不可思议的极具魅力的年轻指挥家"。

张艺还特别热衷于当代音乐的演奏，并多次首演了中外当代作曲家的作品。如斯特拉文斯基的《一个士兵的故事》、叶小纲的《马九匹》、陈其刚的《道情》等作品。

2001年5月与中央芭蕾舞团合作，在北京世界首演了陈其刚作曲、张艺谋导演的新编芭蕾舞剧《大红灯笼高高挂》，并于2002-2003年间在新加坡、巴黎、伦敦指挥该剧演出，均获得极大成功。

2002年1月与德国萨尔布吕肯广播交响乐团录制叶小纲交响乐作品的唱片由德国Wergo唱片公司出版。

2002年12月起担任中央芭蕾舞团交响乐团音乐总监和首席指挥。2004年4月，率中国国家交响乐团赴朝鲜平壤，参加四月之春国际艺术节。2005年9月率兰州歌舞剧院交响乐团出访澳大利亚，在著名的悉尼歌剧院演出音乐会。2006年5月与古巴交响乐团在哈瓦那举行了古巴艺术节开幕式交响音乐会。

2002年12月年担任中央芭蕾舞团音乐总监和首席指挥。