1978年，只有12岁的他就成为当届中国年纪最小的大学生，考入中国科技大学少年班。张亚勤曾向《西雅图时报》表示，他真的很想成为科学家。牛顿是他的偶像。 “那时候最热门的科目是物理。最大的名人是一个数学家。”张亚勤追随父亲，选择学习电子工程。 1983年，他在中科大取得学士学位。两年之后，他又获得了硕士学位。1989年，23岁的张亚勤获得乔治华盛顿大学博士学位。
1997年，年仅31岁的张亚勤被授予美国电气和电子工程师协会院士(IEEE Fellow)称号，成为该协会100年历史上获得这一荣誉最年轻的科学家。
1999年1月，回国加盟微软中国研究院，出任该院首席科学家。
2000年8月，出任微软中国研究院院长兼首席科学家。
2001年11月，微软中国研究院升级为微软亚洲研究院，张亚勤任首任院长。2004年，微软亚洲研究院被MIT Technology Review评为全球最顶级的计算机科学研究院。
2004年1月，升任微软公司全球副总裁，进入微软决策层，成为比尔盖茨的智囊团核心成员。负责统领微软全球移动通信及嵌入式产品业务（微软七大部门之一）。
2006年1月，张亚勤回国成立微软亚太研发集团，倾力建设世界一流的技术研究、技术孵化、产品开发产业合作的团队。
2007年，任微软（中国）有限公司董事长。
2006年-2014年9月任微软公司全球资深副总裁，兼微软亚太研发集团主席，负责微软在亚太地区的科研及产品开发工作。
2014年9月，正式加入百度，任总裁。
2017年11月，当选澳大利亚国家工程院院士，也是该年度唯一授予的外籍院士。
2018年7月19日，张亚勤当选达沃斯世界经济论坛“未来的交通”（BoardofStewards，ShapingtheFutureofMobility）指导委员会委员。
张亚勤博士是申请加入百度退休计划的第一位高管，他于2019年10月从百度公司退休。
2019年12月18日，百度宣布张亚勤出任百度Apollo生态理事会理事长。
2019年12月31日，前百度总裁张亚勤正式加盟清华大学，受聘清华大学“智能科学”讲席教授，将在清华大学车辆与运载学院、计算机系和相关院系开展科研、教学和人才培养工作，同时将负责牵头筹建“清华大学智能产业研究院（AIR）”，面向第四次工业革命，以自动驾驶、人工智能+物联网和类脑智能为关键的技术突破方向。
张亚勤博士拥有60项美国专利，数十项技术创新成为国际标准，发表了500多篇学术论文，并出版11本专著。
获得60项美国专利，数十项技术创新成为国际标准，在国际上发表500多篇论文，出版10本专业著作。
研发创新1999年，张亚勤博士和李开复博士等共同创立微软中国研究院（2001升级为微软亚洲研究院） 并担任第二任院长。 微软亚洲研究院是全球计算机一流的研究机构， 并为中国和全球计算机，互联网和人工智能领域培养了大量顶尖科学家和企业领袖。2006年，他领导成立微软亚太研发集团，整合了微软十多年来部署在中国的研发资源，使该集团成为跨国公司在华规模最大的综合性研发机构，也是微软公司除美国之外最大的从事基础研究、技术孵化、产品研发及产业合作的研发基地。微软亚太研发集团自成立以来发展迅速，每年都吸收数百名高端软件人才，已经拥有5000多名员工，其研发领域涉及人工智能，云计算、移动及嵌入式、互联网服务和新兴市场。
中国“智”造 “慧”及全球
自2006年开始，张亚勤博士就云计算发展的战略和重要性，发表了多篇文章。他积极呼吁中国建立自己的云计算和大数据发展战略，并在2010年两会期间，作为11届政协海外代表提交了“应及早制定和部署国家云计算战略”的提案。他的文章和提案得到了国家领导和部委领导的重视。他提出了“ABC” （AI + Big data + Cloud）融合的理念得到业界广泛认可。
2012年，在张亚勤博士的领导下，微软亚太研发集团成立微软风投加速器，面向中国的科技初创企业。目前已经孵化超过200家人工智能， AR/VR，自动驾驶领域的创业公司， 成为中国和全球重要的创新力量。
在张亚勤博士担任微软亚洲研究院院长期间（2002年），他发起了微软与教育部合作的人才培养计划――长城计划。已经进入了第四期合作，共累计培养各类人才30多万，微软亚洲研究院也成为教育部的人才培养基地。教育部2003给他颁发 “中国教育的特殊贡献奖”， 以表彰他对中国教育事业的贡献。
张亚勤博士担任中国电子学会云计算专家委员会 副主任，物联网专家委员会主任，国家基金委顾问，国际移动大会（GMIC）主席，世界经济论坛 Davos 自动驾驶委员会 委员
张亚勤博士还曾担任北京市政府、上海市政府、重庆市政府、海南省政府、陕西省政府,武汉市政府（顾问团主席）， 马来西亚政府、澳大利亚政府的国际经济与科技顾问，也是5家高科技公司的董事。
张亚勤博士担任联合国发展总署 （UNDP）企业董事会董事， 为全球企业的可持续发展出谋划策。
教育方面担任悉尼大学、清华大学、北京大学、中国科学技术大学，上海交通大学，复旦大学，浙江大学，麻省理工大学，华盛顿大学，香港理工大学等国际知名院校的客座教授和同济大学校董。
担任芝加哥大学和康奈尔大学顾问委员会成员
北京电影学院动画学院名誉院长和名誉教授
教育人才培养方面：启动了长城计划，在2003年获得教育部首次颁发的对“中国教育的特殊贡献奖”。
张亚勤拥有60项美国专利，并发表了500多篇学术论文和11本专著。张亚勤博士是很多高科技公司的董事会成员，参与过多种国际技术标准的制订，是全球10所大学的校董或名誉教授。他是美国杰出华人组织“百人会”的副主席（Committee of 100），积极推动中美政治、经济、科技和文化的交流。同时，张亚勤博士也是全球高科技产业的领袖之一。2010年3月，应邀列席全国政协和全国人大十一届第三次会议，并递交了“应及早制定和部署国家云计算战略”的提案。除担任中国多个省市的政府顾问外，他还是马来西亚政府国际顾问团成员并担任澳大利亚信息与通信技术顾问，和联合国计划发展总署企业董事会董事。
2019年，获颁2019年度旅美科协“卓越科技企业领袖奖”。
2019年，当选美国艺术与科学院院士，是当年度工程学和计算机科学当选的唯一的华人科学家。
2017年，当选澳大利亚国家工程院院士，也是该年度唯一授予的外籍院士
2016年， 联合国计划发展总署企业董事会 董事
2015年， “中国留学50人”
2012年，获“中国信息产业杰出贡献个人成就奖“。
2012年，获“IT时代领袖奖“。
2011年，“全球化影响力25人”
2010年，获“华人商业领袖奖”。
2008年，入选“2007年中国十大科技英才”。
2007年，获“2007中国IT年度人物”和“2007年最具价值经理人”大奖。
2006年，获美国年度“最杰出亚裔工程师奖“。
2004年，获IEEE年度产业创新领袖奖 （Industry Pioneer Award），这也是该奖项首次颁发给中国人。
2003年，获得教育部首次颁发的“中国教育特殊贡献奖”。
2002年，获得乔治?华盛顿大学颁发的“杰出校友成就奖”。
1999年，获得美国年度青年电子工程师大奖（Young Engineer of The year）成为获得该奖项的第一个中国人。美国前总统克林顿在给张亚勤的信中说他“是一个灵感的启示”；他的导师、美国电气电子工程师协会院士皮柯?霍兹曾赞叹他“是全世界的财富”。
张亚勤博士是美国杰出华人组织“百人会”（Committee of 100）的副主席，积极推动中美政治、经济、科技和文化的交流。同时，张亚勤博士也是联合国计划发展总署企业董事会董事和全球高科技产业的领袖之一。
张亚勤博士担任中国电子学会云计算专家委员副主任、物联网专家委员会主任、国家基金委顾问、国际移动大会（GMIC）主席、世界经济论坛Davos自动驾驶委员会委员；他同时担任联合国发展总署（UNDP）企业董事会董事，为全球企业的可持续发展出谋划策。
张亚勤博士是很多高科技公司的董事会成员，参与过多种国际技术标准的制订，是全球逾十所顶尖高校的校董或名誉教授。
张亚勤博士担任悉尼大学、清华大学、北京大学、中国科学技术大学、上海交通大学、复旦大学、浙江大学、麻省理工学院、华盛顿大学、香港理工大学等国际知名院校的客座教授和同济大学校董。
担任芝加哥大学和康奈尔大学顾问委员会成员。
北京电影学院动画学院名誉院长和名誉教授。
美国前总统克林顿在给张亚勤的信中说他“是一个灵感的启示”；他的导师、美国电气电子工程师协会院士皮柯?霍兹曾赞叹他“是全世界的财富”。?
