Née en 1979 à Beijing, Zhang Ziyi entre à 11 ans dans une école secondaire affiliée à l'Université de danse de Pékin où elle se forme pendant six ans à la danse traditionnelle et remporte différents prix dont un au niveau national. Mais c'est le cinéma qui l'attire de plus en plus, et elle choisit de poursuivre sa formation à la prestigieuse Académie centrale d'art dramatique de Pékin.A l'automne 1998, un an avant de passer son diplôme, elle se voit offrir par Zhang Yi-mou le rôle principal de The road home. Elle y incarne une jeune fille des années 50 se battant pour aimer librement dans la Chine rurale, au début de la Révolution culturelle. Le film remporte l'Ours d'Argent et le Prix du Jury oecuménique du Festival de Berlin en 2000.Pour son rôle de l'impétueuse Jen Yu dans Tigre et Dragon de Ang Lee, Zhang Ziyi est citée à 14 distinctions, et remporte l'Independent Spirit Award 2001 du Meilleur Second Rôle, le Toronto Film Critics Association Award du Meilleur Second Rôle Féminin et le Prix du Meilleur Espoir de la Chicago Film Critics Association. En 2001, elle obtient le MTV Movie Award de la Meilleure Scène de combat et est élue parmi les 50 plus belles personnes du monde dans People. Zhang Ziyi part aux États-Unis en 2001 pour y jouer la méchante dans Rush Hour 2 de Brett Ratner. Elle retrouve ensuite la Chine pour La légende de Zu de Tsui Hark, puis tourne le film épique coréen Musa la princesse du désert, de Sung Su Kim.En 2003, elle retrouve Zhang Yimou pour jouer la courageuse servante Moon dans le film cité à l'Oscar Hero. Elle est ensuite l'interprète de Purple Butterfly, du réalisateur chinois Lou Ye. Le film, qui raconte le destin d'une résistante chinoise écartelée entre son devoir et l'amour dans le Shanghai des années 30 occupé par les Japonais, est présenté en compétition à Cannes en 2003. On la voit ensuite dans le rôle d'une danseuse aveugle experte en arts martiaux dans Le secret des poignards volants de Zhang Yimou. Le film est présenté en Sélection Officielle au Festival de Cannes 2004 et nommé dans la catégorie Meilleur Film Étranger aux Golden Globes.Elle joue également en 2004 dans le futuriste 2046, du réalisateur hong-kongais Wong Kar Wai. Le film est présenté en compétition au Festival de Cannes 2004. Elle obtient pour son interprétation le Prix de la Meilleure Actrice 2005 de la Hong Kong Film Critics Society. Elle est aussi l'interprète de Jasmine women, premier film du réalisateur chinois Hou Yong, et obtient un Golden Rooster Award de la Meilleure Actrice pour son interprétation de trois personnages dans cette saga générationnelle se déroulant à Shanghai dans les années 1930, 1960 et 1980.Elle a aussi joué dans Raccoon Palace, un film inspiré par un conte japonais traditionnel, réalisé par Seijun Suzuki, réalisateur japonais de 82 ans. En 2006 elle est à l'affiche du film de Rob Marshall, Mémoires d'une Geisha. En 2009, on la retrouve à l'affiche du thriller Les cavaliers de l'apocalypse, réalisé par Jonas Akerlund.
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