1983年，他出生在福建龍巖的一個事業單位家庭，父親在去東莞開辦電子產品加工廠之前是市科委的工作人員，母親是護士。與事業單位大院裡其他父母對子女嚴加管束不同，熱愛嘗試新鮮事物的父母很早就給了張一鳴寬鬆環境，讓他在很小的時候就能自主決定自己的人生走向。2001年進入南開大學先後就讀於微電子和軟體工程專業。他在大四時編寫的電路板自動化加工軟體PCBS曾獲得過“挑戰杯”二等獎。

2005年，大學一畢業，他就組成3人團隊，開發一款面向企業的IAM協同辦公系統。但產品的市場定位失誤導致了創業失利，當時協同辦公在中國根本還沒有發展起來。

2006年2月，張一鳴進入旅遊搜尋網站酷訊。作為酷訊的第一個工程師，他全面負責酷訊的搜尋研發，一年後成為技術高階經理，手下管理著40多人，最終擔任技術委員會主席。那時候他畢業還不到兩年，看到公司管理中出現的諸多問題，很想知道大公司是如何管理的。

2008年，離開酷訊去了微軟。起初張一鳴抱著學習大公司如何協調管理工程師的想法加入了微軟，但微軟給他留下的印象並不盡如人意，隨後離開微軟。

2009年10月，張一鳴開始了第一次獨立創業，創辦了垂直房產搜尋引擎“九九房”。在九九房，張一鳴開始涉足移動開發，6個月間推出掌上租房、掌上買房等5款移動應用，在當時的移動網際網路環境下實現150萬用戶，是房產類應用的第一名。

2011年底，辭去了九九房的CEO職位。

2020年3月12日，位元組跳動創始人張一鳴釋出全員信宣佈組織全面升級，張一鳴將領導公司全球戰略和發展，更專注於長期重大課題的探索和戰略思考，包括全球化企業管理研究，企業社會責任，以及教育等新業務方向。同時，張一鳴會花更多精力完善位元組跳動全球管理團隊。