早年經曆
張兆輝生于清貧家庭，家有四兄弟姊妹。小時候居于沙田美林邨附近的木屋區。他曾就讀沙田公立學校和模範英文中學。在學時讀書成績一般，小四之後因為愛上足球運動而無心向學。中五畢業前，其英文科老師建議他報考無線電視藝員訓練班，目的在于增廣見聞。他之後成功投考第11期無線電視藝員訓練班。
演藝經曆
1982年，張兆輝加入中國香港無線電視開始正式出道，被公司派去做“活力先生”，在早間節目《中國香港早晨》中與屋村、公園的街坊市民一起做早操。出道初期他都是在無線連續劇裡擔任跑龍套的小角色。1985年，被安排在處境喜劇《中國香港八五》飾演“順嫂”次子張锵。
1986年，首次主演陳燕民執導的中國香港警匪電視劇《神勇CID》，飾演警察劉振輝。同年在60集長劇《黃金十年》裡，他再次擔綱男主角田永泰，與劉嘉玲、曾華倩、戚美珍搭檔，演繹一位年輕人在這個風雲際會瞬息萬變的大都會中成長曆程。
1987年，在時裝劇《時來運到》中飾演精英青年程萬裡，同年又與周海媚合作主演了民國愛情劇《錯愛》，飾演留洋歸國的醫生龔啟光。
1988年，主演民國家族劇《名門》，飾演軍閥家族的大少爺段玉珽。同年還主演了民國奇幻劇《僵屍奇兵》，飾演劉家大少爺劉漢良。此外還在現代穿越劇《摩登小寶》中一人分飾兩角，飾演穿越到現代的清朝人物韋小寶和老實的工廠工人王松。
1989年，與曾華倩合作，在王天林導演的古裝武俠劇《邊城浪子》中飾演葉開。同年主演了古裝曆史劇《龍廷争霸》，飾演朱祈钰。此外還在處境劇《公私三文治》中飾演曾華倩的男友程朗。
1990年，在警匪劇《優皮幹探》中飾演高級督察餘漢川。以及主演家庭倫理劇《失職丈夫》，飾演不相信愛情的甯日朗。同年還主演電視電影《情義兩難》，飾演幫會老大高健。此外還在電視電影《挑戰巅峰》中飾演男主角特種隊隊長劉少華。
1991年，主演家庭喜劇《男人勿近》，飾演老實善良的牙醫脫城龍。同年與袁詠儀搭檔主演處境劇《我愛玫瑰園》，飾演公司部門經理謝迪文。此外主演電視電影《末路狂奔》，飾演被陷害的探員。
1992年，在警匪劇《破繭邊緣》中飾演卧底警探李蘇弟。同年在民國劇《枭情》中飾演幫派人士樂震。
1993年，與郭富城、張曼玉合作，參演由杜琪峰執導的中國香港動作電影《赤腳小子》，飾演正邪難辨的袁天佑。以及與周海媚合作愛情劇《雌雄大老千》，出演男主角一個專騙女人的老千柯平坦。此外還與溫兆倫合作古裝武俠劇《魔刀俠情》，飾演一個為愛瘋狂的魔頭曲忍。同年還主演電視電影《千影神偷》，飾演神偷喬。
1994年，在古裝劇《方世玉與乾隆皇》中，飾演乾隆。1995年，在《情濃大地》中飾演癡情不悔的二少爺關天蔭。同年，主演古裝武俠劇《大刺客之呂四娘》，飾演雍正。
1996年，主演古裝曆史題材電視劇《隋唐群英會》，飾演唐太宗李世民。同年還主演古裝武俠劇《十三密殺令》，飾演忠良之後楊雲清。此外還參演商戰片《天地男兒》，飾演改過自新的古惑仔大飛。以及主演電視電影《滅罪先鋒》，飾演沖鋒隊隊長朱天朗。
1997年，與陳法蓉搭檔主演警匪劇《廉政追緝令》，飾演男一号廉志剛。同年，與古天樂，溫碧霞共同參演由蕭顯輝執導的古裝武俠劇《圓月彎刀》，飾演柳若松。
1999年，出演古裝武俠劇《雪山飛狐》，飾演反派田歸農。同年主演《非常保镖》，飾演誤上歧途的傅正傑。
2000年，出演古裝武俠劇《倚天屠龍記》，飾演光明左使楊逍。同年在《陀槍師姐2》中飾演追求愛慕娥姐的楊光照。
2001年，與向海岚，陳妙瑛共同主演由張乾文執導的古裝劇《無頭東宮》，飾演皇帝趙顼。同年張兆輝與中國香港無線電視台解約。
2003年，張兆輝參演杜琪峰導演的動作片《大隻佬》，憑借影片中的暴力警探“鐘sir”一角，獲得了第23屆中國香港電影金像獎最佳男配角提名。
2004年與古天樂，郭富城共同主演由杜琪峰執導的中國香港動作片《柔道龍虎榜》，飾演性格古怪的黑社會大佬大蠻哥，憑借此角色獲得第四十一屆中國台灣金馬獎最佳男配角提名、第五屆華語電影傳媒大獎最佳男配角、第十屆中國香港電影金紫荊獎最佳男配角。
2005年，參演杜琪峰的《黑社會》系列，飾演說話結巴的師爺蘇。
2007年3月，主演由曹建南執導的驚悚懸疑劇情片《異冢》，飾演有暴力傾向的嶽鋒。6月與劉若英、林嘉欣共同主演由羅志良執導的懸疑劇情片《連環局》，飾演警察智叔。
2009年5月，與黃秋生、任達華共同參演由杜琪峰執導的槍戰片《複仇》，飾演殺手狼。11月，主演由周顯揚執導的驚悚懸疑犯罪劇情片《罪與罰》，飾演警察阿鬼。
2010年，和吳君如合作主演許鞍華執導的愛情電影《得閑炒飯》，飾演一名打老婆的男人。
2012年2月，與甘婷婷、鄭嘉穎共同參演古裝劇《深宮諜影》，飾演列親王塔爾。12月，與周海媚主演由關永忠監制的時裝警匪電視劇《神槍狙擊》，飾演男主角飛虎隊長高晉堅。
2014年7月，主演由安戰軍，遊達志共同執導的警匪懸疑刑偵劇《湄公河大案》，飾演莫雄。9月，主演由杜玉貞執導的恐怖片《恐怖在線》，飾演重案組總督察古爺，憑借此片獲得了聖地亞哥獨立電影節和Accolade Global Film Competition最佳男主角獎。
2015年，與張艾嘉，陳奕迅共同參演由杜琪峰執導的都市愛情喜劇《華麗上班族》，飾演孫強。同年，參演由馬伊琍，朱亞文主演的都市劇《北上廣不相信眼淚》，在劇中飾演首席執行官于德偉。
2016年，主演愛情喜劇《全職沒女》，飾演男主角莊富豪，該劇于2017年4月10日在中國香港翡翠台開播。同年還參演古裝仙俠劇《擇天記》，飾演正邪難辨的教宗。
2017年3月3日，與張譯、殷桃等聯袂主演的商戰劇《雞毛飛上天》在浙江衛視、江蘇衛視首播，在劇中飾演商業大佬阮文雄。5月，主演優酷與邵氏兄弟國際影業聯合出品的警匪劇《飛虎極戰》，飾演飛虎隊長雷Sir。2019年出演都市勵志愛情劇《我好喜歡你》、《交換吧！運氣》，同年參演電影《催眠裁決》，在片中飾演警察鄧sir。
2020年主演都市商戰劇《黃金有罪》，與蕭正楠，洪永城，姚子羚搭檔，劇中飾演泰國華僑榮木桐，該劇是由真人真事改編。
2021年，主演彭發執導的警匪動作片《宿敵》，與鐘漢良、吳鎮宇搭檔，飾演四爺。同年領銜主演羅守耀導演的電影《被消失的兇案》；4月29日參與主演的電影《真·三國無雙》在中國香港上映、5月1日在中國内地上映；12月16日，與黃宗澤、吳卓羲搭檔主演查傳誼導演的警匪電視劇《飛虎之壯志英雄》開播，在劇中飾演張偉桦；而後與倪大紅、王千源搭檔主演了電影《獵屠》；參演電影《反貪風暴5：最終章》。
2022年4月15日，參演的電影《邊緣行者》上映；4月18日，出演的電影《獵屠》宣布正式定檔于6月3日端午節在全國上映。5月31日，張兆輝友情出演的電影《獵屠》正式宣布撤出端午檔期，延期至暑期檔上映。
2022年7月29日，張兆輝友情出演的電影《獵屠》宣布重新定檔8月12日。2022年9月16日，特别主演的《外星女生柴小七2》将在騰訊視頻全網獨播。
主要作品
參演電視劇
參演電影
獲獎記錄
人物評價
畢業于無線藝員訓練班的張兆輝，在出道之初以飾演“小人物”見長，自然不露痕迹的表演方式令其瞬間收獲了大量觀衆的青睐。在無線的十年間，張兆輝曾在衆多影視劇集中有過精彩的演出，不論是一身正氣還是奸詐狡猾，不論是耍寶搞笑還是悲情隐忍，張兆輝總能把握角色的特征，将其刻畫得恰到好處，也令其成為了無線史上最受歡迎的男主角之一。離開無線後的張兆輝開始轉戰電影圈。憑借着精湛的演技和勤懇的态度，張兆輝迅速上位，在劉德華和張柏芝主演的《大隻佬》中的出色表演令其喜獲第二十三屆中國香港金像獎最佳男配角提名，而《柔道龍虎榜》更是令其獲得了第四十一屆中國台灣金馬獎的提名、第十屆中國香港電影金紫荊獎以及第五屆華語電影傳媒大獎最佳男配角。在電影圈奮戰了10年的張兆輝收獲頗豐，“中國香港實力派男演員”可謂是名不虛傳。（新浪娛樂評）
張兆輝一直是一個氣場很強的演員，是劇組的戲精，隻要演起戲來，就很不要命，中午甚至不吃午飯、隻吃一個蘋果。（導演蔣國權評）拍戲十分的敬業，在拍一場淋雨戲中，為了讓鏡頭呈現出磅礴大雨的情境以配合劇情的發展，敬業的張兆輝也在導演的指示下一次又一次的慘遭“濕身”。為了讓效果達到最好，張兆輝在雨中淋了很久。（導演劉逢聲評）
