Родился 14 ноября 1951 года в городе Сиань провинции Шэньси в семье сторонников Гоминьдана. За то, что его старший брат служил в армии Чан Кайши, во время культурной революции Имоу был исключён из школы и отправлен «на перековку» в сельскохозяйственную коммуну. С 1968 по 1971 год он трудился в сельском хозяйстве, с 1971 по 1978 год — на текстильной фабрике. В этот период Чжан Имоу увлекался рисованием и любительской фотографией (в 18 лет он стал донором и 5 месяцев сдавал кровь, чтобы накопить денег и приобрести свою первую камеру).
Когда в 1978 году открылась Пекинская академия кино, Чжану Имоу было уже 27 лет — слишком много, чтобы сдавать вступительные экзамены… Для осуществления своей мечты ему пришлось лично обратиться в Министерство культуры КНР с просьбой сделать исключение для человека, «потерявшего 10 лет из-за Культурной революции». Заявление, к которому был приложен целый портфель личных фотографий, удовлетворили, в результате чего Чжан Имоу стал студентом и успешно окончил академию в 1982 году.
В первом же вышедшем на мировые экраны фильме «Красный гаолян», который имел успех не только в Китае, но и одним из первых китайских фильмов удостоился приза «Золотой медведь» на Берлинском кинофестивале, Чжан Имоу показал себя как выдающийся режиссёр. В Европе произведения Чжана Имоу всегда встречали с восторгом, так как в них он поднимал серьёзные социальные проблемы и слыл по этой причине «диссидентом».
В 2005 г. Чжан Имоу ставил в Париже оперу Пуччини «Турандот» (заглавную партию исполняла Ирина Гордей). Для масштабной, красочной постановки были привлечены китайские художники по костюмам и декорациям, в спектакле участвовали около 450 статистов. Чжан Имоу удалось совместить европейскую оперную школу с декоративной условностью китайской оперы. Запись спектакля демонстрировали по телеканалу «Культура» 20 марта 2011 г.
С тех пор у Чжана Имоу появилось очень много различных наград, но признание широкой публики ему принесли монументальные полотна-противопоставления на историческую тему «Герой» и «Дом летающих кинжалов», собравшие соответственно около 177 миллионов долларов и 90 миллионов долларов кассовых сборов по всему миру. В этих фильмах режиссёр сполна продемонстрировал незаурядное умение играть цветовыми оттенками, превращая каждую сцену в произведение искусства. При этом внешняя эстетика несёт серьёзную внутреннюю, философскую или чувственную, нагрузку. А его последний фильм «Проклятие золотого цветка» вовсе потряс буйством красок и установил новый рекорд по внутрикитайским сборам.
Именно Чжан Имоу дал путёвку в большой кинематограф двум самым известным китайским актрисам Гун Ли и Чжан Цзыи — обе впервые снялись в его лентах, будучи студентками второго курса Пекинской академии кино.
В период подготовке к Олимпиаде в Пекине Чжан Имоу являлся главным постановщиком церемоний открытия и закрытия Игр, в связи с чем временно отложил работу в кино.
3 фильма Имоу номинировались на «Оскар» как «Лучший иностранный фильм»:
Фильм «Дом летающих кинжалов» получил номинацию на «Оскар» за работу оператора, а «Проклятие золотого цветка» номинировался на «Оскар» в категории «Лучший дизайн костюмов».