1979年，剛上大二的張鐵林參與拍攝了中央電視臺的第一部單集電視劇《有一個青年》，在片中扮演男主角顧明華，80年主演對越反擊戰影片《年輕的朋友》。

　　1983年，出演香港導演李翰祥執導，梁家輝、劉曉慶主演的電影《火燒圓明園》、《垂簾聽政》。同年與龔雪合作電影《大橋下面》出演見義勇為的男主角，該片獲得文化部故事片一等獎 ?。兩年后再次與龔雪合作拍攝了電影《多彩的晨光》 ?。

　　1987年，赴英國留學，四年半后他留校任教。此后為BBC拍攝紀錄片，給好萊塢導演喬治·盧卡斯《印第安納瓊斯》當副導演，他拍攝的短故事片《外國人》獲得了英國學院獎 ?。

　　1990年初，從英國到香港，加入徐克香港電影工作室，在《黃飛鴻1》中演孫中山，后又出演《黃飛鴻3》及《仙鶴神針》等。演戲的同時他還寫劇本，《山不轉水轉》、《孫子》、《椅子》，五年中榮獲臺灣三屆“優良電影劇本獎。

　　1995年，張鐵林在動畫電影《獅子王2》中為辛巴配音。 ?1996年，張鐵林在剛開播的鳳凰衛視主持節目《電影世界》 ?。之后進入內地，與趙明明、袁莉、趙薇主演了古裝宮斗劇《漢宮飛燕》。

　　1998年，與趙薇、林心如、蘇有朋主演古裝清朝喜劇《還珠格格》飾演乾隆，為觀眾所熟知，之后出演了《還珠格格2》 ?。

　　2001年，搭檔張國立、王剛主演古裝劇《鐵齒銅牙紀曉嵐》飾演乾隆 ?，之后三人形成“鐵三角”，主演了《鐵齒銅牙紀曉嵐》系列的2、3、4部 ?，以及古裝劇《布衣天子》 ?、《少年寶親王》 ?、《宋蓮生坐堂》 ?和民國劇《五月槐花香》 ?。

　　2002年，在張衛健、嚴寬、蘇有朋主演的古裝喜劇《少年張三豐》中飾演澄空大師。聯合斯琴高娃、李芯逸主演家庭情感劇《眾里尋她千百度》飾林海濤 ?。

　　2003年，在蘇有朋、賈靜雯主演的金庸武俠劇《倚天屠龍記》中飾演“光明右使”楊逍 ?。搭檔吳奇隆、范冰冰主演武俠劇《名捕震關東》 ?。在焦恩俊、胡靜主演的古裝神話劇《十八羅漢》中飾演老方丈 ?。

　　2004年，搭檔李立群、李誠儒主演古玩題材電視劇《人生幾度秋涼》，并演唱片尾曲 ?。在吳京、袁詠儀、淳于珊珊主演的動作劇《南少林三十六房》中飾演雍正 ?。在徐崢、張庭、汪芫主演的清朝喜劇《滿漢全席》中飾演康熙 ?。

　　2006年，聯合孫興、曹穎主演古裝喜劇《鐵將軍阿貴》 ?。在保劍鋒、金巧巧主演的古裝勵志劇《薛仁貴傳奇》中飾李道宗 ?。參與霍建華、孫儷主演的偶像劇《屋頂上的綠寶石》 ?。

　　2007年，在唐國強、聶遠主演的歷史劇《貞觀長歌》中飾羅藝 ?。與斯琴高娃、溫崢嶸主演歷史古裝劇《無字碑歌》飾唐高宗李治 ?。與呂麗萍共同主演情感劇《非常夫妻》 ?。在范冰冰、趙文瑄主演的古裝劇《大唐芙蓉園》中飾演李白 ?。

　　2009年，聯合郭富城、郝蕾主演電影《白銀帝國》飾康老太爺 ?。

　　2010年，搭檔唐國強、劉勁、鄭衛莉主演人物傳記題材劇《黃炎培》飾黃炎培 ?。

　　2011年，在歷史古裝劇《新水滸傳》中飾演洪太尉 ?。在唐國強、蔣勤勤主演的歷史劇《中國1945之重慶風云》中再次飾演黃炎培 ?。參與胡歌、陳意涵主演的青春勵志時尚劇《摩登新人類》 ?。在陳坤、張雨綺主演的電影《錢學森》中飾演毛澤東 ?。

　　2012年，在苗圃、羅晉主演的歷史傳奇古裝劇《穆桂英掛帥》中飾演宋真宗 ?。與王志文、霍建華主演醫療題材劇《感動生命》 ?。主演革命史詩歷史劇《紅軍東征》飾毛澤東 ?。與曹曦文、馬躍主演古裝劇《黃梅戲宗師傳奇》 ?。

　　2013年，參與拍攝廖京生、高云翔主演的抗戰劇《刀影》中飾演彭振山 ?。

　　2014年，擔綱歷史劇《文房四寶》的總導演并領銜主演，該劇是以“中國文房四寶之鄉”—安徽宣城和“徽文化”、“徽商”為背景 ?。

　　張鐵林出生于河北唐山，從小在西安長大，1973年上山下鄉插隊。1977年招工返回西安做裝卸工。1978年考入北京電影學院表演系 ?。1982年畢業后分配到天津廣播電視藝術團 ?。1984年赴英國留學，十年后加入英國國籍 ?。