張震從 15 歲主演第一部電影《牯嶺街少年殺人事件》開始，張震便引起了臺灣國內電影團專業人士和影迷的關注。在該電影，他與父親、哥哥一同演出。張震那亦正亦邪、成熟中略帶孩子氣的特質，正是時下年輕藝人身上所欠缺的。拍攝王家衛執導的電影《一代宗師》期間，張震向八極拳傳人王世泉拜師學藝，苦練三年後在神槍盃八極拳大賽中奪下一等獎。之後，以台灣人身份接演中國大陸的愛國電影《建黨偉業》。

2014 年，張震以古裝片《繡春刀》入圍第 51 屆金馬獎最佳男主角，這是他繼《牯嶺街少年殺人事件》、《最好的時光》之後，第 3 度角逐影帝寶座。

2021 年以《緝魂》拿下第 58 屆金馬獎最佳男主角。

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