Ha vinto in singolare cinque tornei WTA e vanta come miglior risultato nei tornei del Grande Slam due quarti di finale agli Australian Open 2016 e a Wimbledon 2019, diventando la quarta tennista del suo Paese (dopo Li Na, Zheng Jie e Peng Shuai) a raggiungere tale risultato. Ha raggiunto la 22ª posizione nel ranking il 16 gennaio 2023.
Ottima doppista, in questa specialità si è aggiudicata diciannove titoli, tra cui gli Australian Open 2019 e gli US Open 2021 in coppia con Samantha Stosur. Ha raggiunto la 2ª posizione nel ranking l'11 luglio 2022.
Biografia Figlia del rugbista Zhang Zhi Qiang, è allenata da Liu Shuo. Ha intrapreso la carriera tennistica già a 6 anni e a 12 ha iniziato ad allenarsi con la CTA (l'associazione tennistica cinese). Annovera tra i suoi miti tennistici Andre Agassi, Roger Federer, Rafael Nadal, Monica Seles e Justine Henin. Nel suo palmarès compaiono 24 titoli ITF in singolare e 8 titoli ITF in doppio.
2009-2011: esordi nel circuito maggiore Si mette in evidenza con la vittoria in due set (7–5, 7–6) contro l'allora numero uno del ranking mondiale Dinara Safina nel prestigioso Premier Mandatory di Pechino nel 2009. Ha raggiunto la sua prima semifinale a livello WTA circa un anno dopo, a Canton nel 2010, persa nettamente contro Alla Kudrjavceva. Si è spinta anche fino ai quarti di finale a Copenaghen nel 2011.
Sempre nel 2011 è riuscita ad aggiudicarsi il suo primo titolo WTA a Osaka nel doppio, insieme alla veterana Kimiko Date: in finale hanno battuto in un lottatissimo match la coppia decisamente favorita di Vania King e Jaroslava Švedova, finaliste allo US Open dello stesso anno, con il risultato finale di 7–5, 3–6, [11–9].
2012: due titoli in doppio Il 6 maggio 2012 ottiene il secondo successo WTA in doppio all'Estoril Open: in coppia con la taiwanese Chuang Chia-jung sconfiggendo il duo kazako composto da Jaroslava Švedova e Galina Voskoboeva con il punteggio di 4–6, 6–1 [11–9]. Il 22 settembre conquista il terzo titolo WTA in doppio al Guangzhou International Women's Open in coppia con Tamarine Tanasugarn battendo in finale la coppia formata da Jarmila Gajdošová e Monica Niculescu.
2013: primi successi in singolare Il 21 settembre 2013, vince il primo titolo WTA in singolare al Guangzhou International Women's Open battendo in finale la statunitense Vania King per 7–6(1), 6–1. Qualche mese più tardi, il 3 novembre, vince il suo primo torneo WTA 125s, per ritiro in finale della nipponica Ayumi Morita alla fine del primo set per un problema alla spalla destra. Grazie a questi successi, Zhang riesce ad ottenere il best-ranking a fine anno, ottenendo il numero 51 del mondo.
2014: top-40 e seconda vittoria su una top-10 Comincia l'anno disputando il torneo di casa a Shenzhen, dove perde subito da Chan. Nella trasferta australiana, coglie ad Hobart la prima vittoria dell'anno contro Jie Zheng prima di venire battuta da Klara Koukalova in due set. All'Australian Open cede subito a Mona Barthel. Stessa sorte le tocca a Pattaya (contro Kuznetsova) mentre a Doha riesce a sconfiggere l'ucraina Zanevska prima di cedere a Cetkovska al terzo set. Nonostante questi risultati non molto positivi, riesce a entrare, per la prima volta in carriera, nella top-50 della classifica dopo Pattaya (precisamente al numero 49). A Dubai non riesce a superare le qualificazioni mentre ad Acapulco centra la prima semifinale dell'anno: da numero 8 del seeding, supera Madison Keys per 4–6, 6–1, 6–4 batte Wozniak in due set ed elimina Ajla Tomljanovic ai quarti. Nella semifinale contro la prima testa di serie, Dominika Cibulkova, è costretta al ritiro sul punteggio di 2–4 nel primo set. Dopo due eliminazioni all'esordio nel "Sunshine Double", partecipa al primo torneo su terra della stagione, a Charleston; batte al primo turno la tennista di Taipei Su-Wei Hsieh, ma al secondo turno si arrende ad Tomljanovic in tre set. A Kuala Lumpur è accreditata della seconda testa di serie: sconfigge la connazionale Saisai Zheng, mentre al secondo turno elimina la wild-card Ling Zhang. Ai quarti riesce ad avere la meglio di Magda Linette giungendo alla seconda semifinale WTA dell'anno. Nella circostanza si arrende a Donna Vekic in tre parziali. Grazie a questo risultato, entra nella top-40, alla posizione numero 40. Nella stagione su terra non raccoglie ottimi risultati nelle prime uscite: raccoglie 3 sconfitte all'esordio a Marrakech, a Oeiras e a Madrid, senza vincere un set. Si riscatta, però, a Roma, dove centra i quarti di finale; nel suo percorso, batte Lauren Davis in due set e, al secondo turno, ottiene la seconda vittoria in carriera ai danni di una top-10 contro Petra Kvitova (numero 6 del mondo) con lo score di 7–6(6), 5–7, 6–3. Al terzo turno sconfigge Christina McHale, centrando il primo quarto di finale in un Premier-5. Nella circostanza viene eliminata da Serena Williams, numero 1 del mondo e futura vincitrice, per 1–6, 3–6. Grazie a questo exploit, ritocca il suo best ranking, giungendo al numero 36 del ranking. Chiude la stagione su terra al Roland Garros, dove esce all'esordio contro Agnieszka Radwanska in due set.
Avvia la stagione sull'erba a Birmingham. Da testa di serie numero 9, batte la qualificata Danilidou, sconfigge Peer in tre set e Cetkovska in due, raggiungendo i quarti di finale, dove si impone su Sloane Stephens, testa di serie numero 3, per 6–3, 6–1. In semifinale (la terza WTA dell'anno) si arrende a Ana Ivanović per 2–6, 2–6. Il resto dello swing su erba non le porta apprezzabili risultati, perdendo subito sia a Eastbourne che a Wimbledon (rispettivamente contro Varvara Lepchenko e Carla Suarez Navarro).
Prende parte allo swing americano, dove centra solo una vittoria (a Cincinnati) in quattro tornei giocati. In seguito, si sposta in Cina per gli ultimi due tornei dell'anno: al China Open perde subito da Caroline Garcia, mentre al torneo International di Tianjin, dove è testa di serie numero 5, batte Kovinic, prima di venir estromessa da Hsieh al tie-break del terzo set. Chiude l'anno in discesa nel ranking, al numero 62 del mondo, in seguito alla perdita dei punti dei tornei vinti nell'ultima parte del 2013.
2015: uscita dalla top-100. Inizia l'anno con tre sconfitte al primo turno nella trasferta australiana: contro Jarmila Wolfe a Brisbane, contro Jabeur nelle qualificazioni per Sydney e contro Cornet all'Australian Open. A Pattaya coglie la prima vittoria annuale contro Donna Vekic (6–2, 6–0) prima di venire estromessa da Vera Zvonareva in due set. A Dubai non riesce a passare le qualificazioni, mentre a Miami esce subito per mano di Annika Beck in tre parziali. Prima della stagione su terra esce dalle prime 80 del mondo. Sulla terra non ottiene risultati confortanti: conferma il secondo turno a Charleston, vince una partita a Praga contro Kuznetsova (tds numero 4) prima di cedere al secondo turno contro Kovinic. Dopo aver perso al primo turno di qualificazioni a Roma contro Tsurenko, esce dalle prime 100 del mondo per non aver difeso il quarto di finale raggiunto nel 2014. A Norimberga elimina Jovanovski all'esordio, prima di perdere contro Misaki Doi in tre parziali. Al Roland Garros esce subito contro Kiki Bertens.
Anche la stagione su erba regala ben poche soddisfazioni alla cinese: esce subito a 'S-Hertogenbosch e all'ITF di Ilkley, mentre a Wimbledon non riesce a qualificarsi per il tabellone principale, perdendo all'ultimo turno utile contro Aliaksandra Sasnovich. Gioca una breve parentesi sulla terra rossa nell'ITF turco di Bursa (dove centra i quarti perdendo da Sevastova) e nel torneo di Bucarest, dove cede all'esordio a Dugheru.
Dopo la prematura uscita di scena al torneo di Nanchang (battuta dalla connazionale Liu in 2 set), precipita al numero 198 del ranking. A questo punto, è costretta a giocare sia tornei WTA che ITF per risalire nel ranking. Fino alla fine dell'anno non ottiene nessun risultato di rilievo (non riesce a qualificarsi né allo US Open né al torneo di Tianjin; esce al primo turno a Pechino e Guangzhou). Nell'ultimo torneo disputato, l'ITF 100K di Tokyo, riesce a ritrovare la finale e a vincerla su Nao Hibino.
Chiude l'anno al numero 186 della classifica mondiale, peggiorando di oltre 120 posizioni il suo ranking rispetto a quello di fine anno del 2014. Ottiene appena 4 vittorie nei main draw WTA e nessuna vittoria negli slam, oltre a non riuscire ad entrare nel tabellone principale né di Wimbledon né di New York.
2016: best ranking in top-25 e primo quarto di finale slam in Australia Inizia l'anno da numero 139 del mondo allo Shenzhen Open, dove partecipa grazie ad una wild-card: al primo turno sconfigge Irina Khromacheva con un doppio 6–3, mentre al secondo turno cede a Agnieszka Radwanska, numero 5 del mondo, in due set.
In seguito, disputa le qualificazioni per accedere al main draw dell'Australian Open; la cinese non è mai riuscita a vincere un match in un main-draw slam in ben 14 tentativi dal 2008. Riesce a superare le qualificazioni battendo Minella, Martincova e Razzano; il sorteggio tuttavia non le arride, trovando al primo turno la numero 2 del mondo Simona Halep. Sorprendentemente la cinese riesce ad avere la meglio della rumena per 6–4, 6–3, vincendo il primo match in carriera in un main-draw slam. Inoltre, la vittoria su Halep è la terza in carriera su una top-10 e la seconda ai danni di una top-5. Il torneo di Zhang non si ferma con questo clamorosa vittoria: al secondo turno si impone su Alizè Cornet con un doppio 6–3, mentre al terzo turno riesce ad avere la meglio su Varvara Lepchenko. Nel primo ottavo di finale slam della sua vita, ribalta il pronostico contro Madison Keys, battendola per 3–6, 6–3, 6–3. La tennista cinese raggiunge i quarti di finale (terza cinese di sempre a riuscirci a Melbourne, dopo Li Na e Jie Zheng), dove è opposta alla britannica Johanna Konta. La favola di Zhang si chiude con una sconfitta in due set; tuttavia, questo exploit, le fa recuperare molte posizioni nel ranking, dove risale fino al numero 64.
Prosegue il buon momento, vincendo l'ITF 25K di Rancho Santa Fe e raggiungendo il terzo turno ad Indian Wells, dove si arrende alla futura campionessa Viktoria Azarenka in due set, dopo aver eliminato Caroline Wozniacki al termine di una partita molto combattuta, vinta per 4–6, 7–6(8), 7–5 annullando anche un match-point nel secondo set. A Miami, dopo la vittoria su Sofia Zhuk, cede il passo a Elina Svitolina (tds numero 12).
La stagione su terra non le regala particolari sussulti: riesce a centrare il secondo turno a Charleston e al Roland Garros, vincendo la prima (e fin qui unica) partita nello slam francese contro Galina Voskoboeva. Anche sull'erba raccoglie poco: riesce a passare le qualificazioni a Eastbourne (battendo Konjuh e Vekic), ma non il primo turno, dove cede a Lesia Tsurenko in due set. A Wimbledon rimanda l'appuntamento con la vittoria, perdendo subito da Carla Suarez Navarro.
Nello swing americano partecipa al Citi Open, dove non va oltre al secondo turno. A Montréal passa le quali contro Charlotte Robillard-Millette e Cepede-Royg, ma al primo turno nel main-draw è costretta al ritiro contro Christina McHale. Gioca il torneo olimpico, dove riesce a battere la numero 15 del mondo Timea Bacsinszky in tre set combattuti prima di perdere da Laura Siegemund in due parziali.
Grazie ai buoni risultati, rientra in top-50. Dopo un primo turno a Cincinnati, gioca gli US Open. Come successo in Australia e in Francia, riesce anche qui a centrare la prima vittoria nel main-draw contro la wild-card Ellen Perez. Al secondo turno supera un'altra australiana, Sam Stosur, raggiungendo il terzo turno, dove viene fermata da Shvedova.