一九六三年，张元出生于江苏省东海县，其家族祖籍为南京。他自幼便展现出对绘画艺术的浓厚兴趣，并接受了系统的绘画训练。一九八五年，凭借出色的艺术天赋与扎实的基础，他成功考入北京电影学院摄影系，接受了专业的电影教育。一九八九年，从北京电影学院毕业的张元并未选择进入传统的电影制片厂工作，而是走上了独立创作的道路。就在同年秋天，他依靠个人筹措的资金，独立执导并拍摄了黑白故事片《妈妈》。这部影片在国际上获得了重要认可，先后荣获法国南特三大洲电影节的评审委员会大奖与公众大奖，标志着其艺术生涯的早期突破。一九九一年十月，张元执导的音乐电视作品《让我在雪地上撒点野》再次赢得国际关注，获得了美国有线电视网颁发的MTV大奖，他也因此成为首位获此殊荣的亚洲艺术家。在早期的创作阶段，张元尤为注重挖掘和展现电影艺术的记录本质，常常在其电影作品中巧妙地融入纪实性的元素与手法，形成了独特的个人风格。
一九九零年，张元凭借自筹资金独立完成了影片《妈妈》，这部作品被普遍认为是中国电影史上首部真正意义上的独立电影。它不仅是该届北京电影学院毕业生中问世的首部作品，更在刚刚制作完成之际便遭遇了禁映的命运。次年，他所执导的影片《妈妈》在法国南特三大洲电影节上脱颖而出，一举斩获了评委会大奖与公众奖两项荣誉。同一年，他为音乐人崔健拍摄的音乐录像片《快让我在雪地上撒点》也获得了国际认可，在美国音乐录像片年奖中被评为最佳亚洲音乐录像片。时间来到一九九二年，张元执导的第二部独立制作影片《北京杂种》深刻描绘了中国当代青年的精神面貌与生存状态，它被视作中国第一部以摇滚文化为核心主题的影片，然而这部作品同样未能逃脱被禁映的结局，他本人也因此被禁止继续从事电影相关工作。同年五月，他还完成了歌手艾敬的歌曲《我的1997》的音乐电视制作。也是在这一年，他的影片《妈妈》在爱丁堡电影节上荣获了欧洲影评人费普里希奖。一九九三年，影片《北京杂种》在瑞士洛迦诺国际电影节上获得了评委会特别奖。同年，他为崔健拍摄的另一部音乐录像片《一块红布》在美国三藩市电影节上赢得了金门特别奖。此后，他又为歌手陈劲的首张专辑同名歌曲《红头绳》拍摄了音乐电视。一九九四年，张元与导演段锦川联合执导，共同完成了纪录片《广场》的拍摄，并再次为崔健制作了音乐录像《飞了》。一九九五年元月，张元完成了为歌手罗琦拍摄的音乐电视《随心所欲》。一九九六年，张元与布鲁塞尔艺术节合作，共同制作了他的第一部戏剧作品《东宫西宫》，并同步摄制完成了同名电影。这部戏剧先后参加了比利时布鲁塞尔艺术节、法国巴黎秋天艺术节以及巴西圣保罗艺术节的公开演出，而其电影版本《东宫西宫》则在同年于阿根廷马德普拉塔国际电影节上荣获了最佳导演与最佳编剧两项大奖。一九九七年，其涉及同志题材的影片《东宫西宫》正式入选法国戛纳电影节“一种注视”竞赛单元。一九九八年二月底，中国广播电影电视部正式发布解禁令，恢复了张元参与国内影视制作单位摄制影视作品的资格。解禁之后，他立即与西安电影制片厂联合摄制了故事片《过年回家》，该片在第五十六届威尼斯国际电影节上为他赢得了最佳导演奖的殊荣。同年，他还完成了一部纪录片《钉子户》，该片在日本获得了放送基金会颁发的一等奖。一九九九年，张元完成了纪录长片《疯狂英语》的制作，此片于当年十月参加了日本山形国际纪录片电影节的展映。此外，他还应国际影坛之邀，与另外九位导演共同参与拍摄了纪念电影诞生一百周年的短片集《丹麦姑娘》。进入二零零零年，他拍摄完成了数字电影《金星小姐》。同时，应国际特殊奥林匹克运动会形象大使阿诺德·施瓦辛格以及中国残疾人联合会的联合邀请，张元执导拍摄了纪录片《施瓦辛格中国行》。二零零一年，他相继完成了纪录片《收养》和音乐电视片《海南，海南》的拍摄工作。二零零二年春天，他应邀为国际品牌贝纳通拍摄了全球电视广告。同年，他执导了根据作家王朔小说《过把瘾就死》改编而成的电影《我爱你》，该片先后成为日本东京国际电影节以及第十九届美国圣丹斯电影节的正式参赛影片，并在国内市场取得了一千六百万票房的佳绩，打破了当年国产影片的票房纪录。同年，他还拍摄完成了京剧电影《江姐》，并率领同名京剧剧目赴德国科隆现代艺术节进行演出。这一年，他再度与音乐人崔健合作，完成了音乐电视《农村包围城市》的拍摄。二零零三年，他执导的电影《绿茶》在国内公开上映，影片还受邀参加了荷兰鹿特丹国际电影节的展映，并在法国杜维尔举办的第六届亚洲电影节上亮相。同时，他还完成了二十集电视剧《闪》的全部制作。二零零四年四月二十三日至三十日，在意大利乌迪内举行的远东电影节中，组委会特别邀请了张元的三部影片《绿茶》、《我爱你》以及《江姐》参展，并在放映期间专门组织了张元作品的专题讨论会。二零零五年，他执导了改编自王朔同名小说的电影《看上去很美》。同年，张元还以监制及制片人的身份，参与了京剧历史纪录片《粉墨春秋》的制作。二零零七年，他执导了电影《达达》，该片成功入围第十七届北京大学生电影节。二零一二年，张元执导了作为试水之作的微电影《床上关系》，该片在网络平台取得了总量超过一点五亿次的惊人播放量；此后，他又执导了一部聚焦于当下都市男女情感关系的微电影《艳遇》。二零一三年十一月八日，由他执导的爱情电影《有种》正式上映，该片亦成功入围了釜山国际电影节的影展单元。二零一四年四月，他执导了个人首部以歌颂母爱为主题的公益微电影《最初的爱》；同年八月，他与韩国著名导演裴昶浩共同担任了“二零一四中韩未来影像人才培训课程”活动的导师。
张元与妻子宁岱之间曾维系着一段长达二十年的深厚情感。宁岱比张元年长五岁，毕业于北京电影学院，早在1989年张元执导其首部电影《妈妈》时，两人便因共同工作而相识相恋。宁岱是知名导演宁瀛的姐姐，她曾为张元与宁瀛的多部影片担任编剧工作，在漫长的岁月里，她始终在幕后默默支持着张元的电影事业。两人共同育有一女宁元元，女儿曾在《看上去很美》中担任女主角。然而，在《看上去很美》拍摄完成不久后，张元与宁岱便正式分居。近年来，两人的夫妻感情逐渐出现裂痕，时常因工作安排与家庭琐事产生争执。关于他们的女儿，双方协商后决定采取定期轮流照顾与抚养的方式。近年来出现在张元身边的伴侣是在电影《看上去很美》中饰演幼儿园老师的李昕芸，她早在张元2008年的作品《达达》中就曾出演女主角达达，其年龄比张元小了二十多岁。在个人生活之外，张元曾数次卷入涉毒事件。2008年1月9日凌晨，他因在北京家中与两位朋友聚众吸食K粉等毒品，被警方当场查获，随后被处以治安拘留十天的行政处罚。2014年6月13日，张元在北京南站接受例行检查时，因尿检结果呈阳性而被警方控制，他承认当天曾在住所内吸食毒品，警方随后在其位于朝阳区三里屯的住宅中搜出了吸毒工具，张元因此再次被行政拘留。据张元本人陈述，他首次接触毒品是在2007年，当时在酒吧的朋友聚会上，出于好奇和提神的目的尝试了摇头丸，自此逐渐对毒品产生依赖，并一度错误地认为吸毒能够激发艺术创作的灵感。他后来承认，吸毒严重损害了他的身体健康，导致其记忆力明显衰退，导演工作也因此受到直接干扰，更令他痛心的是，女儿在得知他吸毒后，与他的关系也变得疏远。
一九九八年，美国哈佛大学曾专门为张元导演举办个人电影作品展映活动。二〇〇〇年十月十八日，张元凭借其作品《过年回家》在法国巴黎荣获联合国教科文组织颁发的和平文化电影大奖。次年，即二〇〇一年，他再次获得联合国授予的文化和平奖，以表彰其在电影艺术领域对促进文化交流与理解的贡献。二〇〇六年，张元又获得了由梵蒂冈颁发的罗勃特·布莱松奖，该奖项旨在肯定电影人在精神与人文层面的探索。二零一一年，张元公开出席了中久公益慈善拍卖的启动仪式，并在活动中表示未来将更多地投身于公益题材影片的创作，希望通过电影传递社会关怀。此外，张元还曾多次受邀担任多个重要国际电影节的评委，其中包括韩国釜山国际电影节、日本福冈电影节、莫斯科国际电影节、阿根廷国际电影节以及瑞士洛卡诺国际电影节等，并于第四十七届中国台湾金马奖担任评审工作，在国际影坛持续发挥着积极的影响力。
张元的处女作《妈妈》鲜明地体现出对社会边缘人群与弱势群体的深切关注，这部作品以其鲜明的现实主义取向和对个体命运的执着凝视，奠定了中国第六代电影导演的创作基石。在长期的创作生涯中，他始终秉持记录与写实的艺术风格，并以此在影坛独树一帜。作为“第六代”导演群体中的杰出代表，张元具备一种独立而敏锐的社会观察能力，他的视角独特而坚定——始终投向那些常被大众视野所忽略的青年亚文化群体与社会边缘地带。他的观察并非简单的呈现，而是带着对主流价值观的审视、挑战与深刻批判，致力于抒写和表达在社会剧烈嬗变过程中青年一代的真实生命体验。他试图透过镜头，去发现、挖掘并呈现那些被宏大意识形态叙事所遮蔽的、细微而鲜活的精神现实。在张元的整个创作谱系中，始终贯穿着对新生事物与时代变迁的深刻思虑，其后的《妈妈》与《北京杂种》等作品，正是这种持续探索与思考过程的重要见证。
2008年，导演张元曾因参与聚众吸毒的违法行为，被公安机关依法处以行政拘留十天的处罚。然而，此次经历并未让他彻底远离毒品的危害；到了2014年6月，张元再次因吸食毒品被有关部门拘留。由于在案件调查中未发现其存在藏匿毒品等其他情节，根据相关法律规定，他或将于该年6月底刑满获释。就在2014年6月26日，张元接受了中央电视台的专访，在镜头前坦诚回顾了自己的经历，详细讲述了最初沾染毒品的个人原因，并深刻反思了吸毒行为对其身心健康、家庭生活及事业造成的巨大负面影响与持久伤害。
在2002年接受的一次访谈中，导演张元透露，他在当年内接连完成了《我爱你》《江姐》《绿茶》三部影片的拍摄工作，并且这些作品均顺利通过了相关部门的审查。在谈及个人的电影观念时，张元回顾了自己早年的创作心路，他曾一度困惑于究竟应该拍摄何种类型的电影，而如今他并不为自己设定固定的风格框架，依然处于不断探索与选择的阶段。关于电影《东宫西宫》的命名由来，张元解释道，这一片名源自李银河与王小波合著的《他们的世界》一书；书中提及，该词最初指的是天安门广场东西两侧的两座大型公共厕所，在当时的文化圈内被戏称为“东宫”和“西宫”。张元认为这一称呼颇具诗意，能够巧妙地传达出影片的特定意涵，因而最终决定采用它作为片名。从外界观察的视角来看，张元的艺术创作轨迹始于1990年，那一年他机缘巧合地拍摄了《妈妈》，这部采用黑白影像风格的故事片在无意间成为了中国独立电影制作历史的重要开端；随后在1992年，他将创作焦点转向音乐影像，执导了多部与摇滚音乐人崔健相关的MTV作品；1993年，他推出了影片《北京杂种》；1995年，创作了《儿子》；1996年，他执导了中国电影史上首部正面探讨同性恋议题的影片《东宫西宫》，引起了广泛关注；1997年的作品是《我的1997》；1998年，他完成了《钉子户》的拍摄；进入1999年，张元相继推出了《过年回家》和《疯狂英语》两部影片；而至2000年，在拍摄《金星小姐》之后，他又以充沛的创作力连续执导了包括《绿茶》、《江姐》、《我爱你》以及《看上去很美》在内的多部作品，进一步丰富了他的电影创作序列。