张歆艺出生于普通家庭，早年进入深圳歌舞团担任舞蹈演员。为提高收入，她决定报考中央戏剧学院，经系统学习后毕业。2005年出演首部电视剧《风吹云动星不动》，开启演艺生涯。

2004年拍摄电视剧期间，张歆艺结识已婚演员王志飞。两人建立恋爱关系，王志飞于2005年离婚。这段持续七年的恋情中，王志飞协助张歆艺获得《北京爱情故事》演出机会。2012年两人分手。

2013年，张歆艺与导演杨树鹏登记结婚，婚姻维持一年半后协议离婚。2016年，张歆艺与演员袁弘举行婚礼，2018年产子。袁弘为此减少工作量，专注家庭事务。

2019年，张歆艺在社交媒体发表关于演艺行业从业者的观点，称“认真生活的同行很多”，引发公众争议。同年，她在综艺节目中将演员定义为“高危职业”，该言论遭到消防员、医护人员等群体的质疑。

2023年，张歆艺参与直播带货，因产品定价问题受到消费者投诉。其工作室发布声明解释供应链流程，事件最终以部分退货处理结束。2024年，张歆艺参演话剧巡演，期间被观众指出多次忘词，剧场方未作公开回应。