张柏芝于1980年5月24日出生在香港，其父张仁勇是上海人，其母则是中英混血儿。她母亲嫁给父亲张仁勇前曾经有过一段婚姻，育有一女，婚后又为张仁勇生有一女两子，张柏芝有两个弟弟。
张柏芝9岁时，父母离婚，张柏芝在13岁时随母亲前往澳大利亚墨尔本就读中学，其后就读于当地的Camberwell Girls Grammar School学校。
1998年，刚从澳大利亚高中毕业回港的张柏芝被星探挖掘，接拍了阳光柠檬茶广告，开始了她的演艺生涯。
1998年，出演周星驰的《喜剧之王》，饰演柳飘飘，并成为香港票房年度冠军，成绩达2984万港币港元。此后，张柏芝接拍了由嘉禾电影公司出品，马楚成执导的爱情文艺片《星愿》并担演女主角，与任贤齐及苏永康合力演出。
唱片方面，张柏芝于1999年6月正式签约环球唱片公司，而首张个人EP《任何天气》于1999年7月26日推出后反应极之热烈，发行后便取得白金销量的成绩。
张柏芝刚出道不久，便接拍周星驰执导的电影《喜剧之王》，在电影的初次演出引起广泛好评，之后的爱情文艺电影《星愿》又为她大放异彩，更为她带来金像奖新人奖，她又趁势出唱片，歌影两双栖发展，之后主力拍电影。
2001年张柏芝首度进军国际，接拍韩国电影《白兰》，该片不但为她带来大钟奖最佳女主角提名，在韩国知名度大增。
2004年张柏芝先后凭《大只佬》及《忘不了》两部电影横扫香港各大电影颁奖礼女主角奖项，《忘不了》一片更为她带来首个金像奖影后荣衔。
2006年张柏芝更应邀为香港星光大道打手印，成为被表扬的电影工作者之一，也是香港星光大道目前为止，获邀打手印的演员中最年轻的一位。同年，张柏芝宣布告别乐坛。
2010年10月，她接拍黄百鸣的电影《最强囍事》，合作演员有甄子丹、刘嘉玲、古天乐与熊黛林，此片成为她复出的首部电影。之后，张柏芝亦加入了马楚成导演的《极速天使》进行客串演出。
张柏芝的个人生活和感情经历也是媒体和公众关注的焦点。她曾经与谢霆锋、陈晓东等多位男星有过恋情，其中最引人注目的是她与谢霆锋的婚姻。两人于2006年在菲律宾结婚，育有两个儿子。
2008年，陈冠希的艳照门事件爆发，张柏芝也是其中的受害者之一，这对她的形象和心理造成了巨大的打击。2012年，张柏芝和谢霆锋正式宣布离婚，结束了他们六年多的婚姻。
张柏芝在离婚后，一直专注于照顾自己的两个儿子，也没有再公开恋情。直到2018年11月，她突然宣布生下了第三个儿子。这一消息引起了轰动，许多人质疑她的做法和动机，也有人为她祝福和支持。
张柏芝是一位有着辉煌成就和艰辛经历的女星，却凭借自己的努力和才华，在娱乐圈闯出了一片天空。她曾经遭遇过婚姻危机、事业低谷等挫折，但是她没有放弃自己的梦想和信念，始终保持着积极乐观的态度和勇敢坚强的精神。她是一位值得人敬佩的女演员。
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