1995年出生的张雨涵原名张欣，天性喜欢水。父母张国华、严淳是中心的干部职工，曾双双获得过全国蹼泳冠军。

1997年，2岁的张雨涵就能自己打腿扑腾着横渡游泳池。

2000年，5岁的张雨涵进入崇仁业校游泳班。

2007年进入湖北省省游泳队，2009年，参加了济南全运会800米自由式比赛，未能进入决赛。

2007年底，石晓铭教练带赵菁在国家队备战北京奥运会，从湖北队抽调了几名队员做赵菁的陪练。比赵菁小了5岁的张雨涵在中长项目上进步很快，没多久就能陪同赵菁进行中长距离的耐力训练。

2009年，参加了济南全运会800米自由式比赛，未能进入决赛。

2009年4月，张雨涵回到湖北队方斌教练组进行自由式中长距离专项训练。

2011年在全国城运会后，湖北队将张雨涵送进解放军公开水域队，师从主教练吕森。不久，张雨涵入选中国游泳马拉松集训队，并夺得全国10公里马拉松铜牌。

2016年7月18日，2016年里约热内卢奥运会中国奥运代表团成立，张雨涵名列出征游泳队名单。

2017年9月1日，第十三届全运会女子400米自由式决赛，解放军选手张雨涵获得亚军。9月3日，在天津奥林匹克中心游泳跳水馆进行的全运会游泳比赛结束了当天晚上五项决赛争夺，解放军选手张雨涵以1分56秒43获得女子200米自由式冠军。2017年9月6日，在天津奥林匹克中心游泳跳水馆进行的全运会女子800米自由式决赛中，张雨涵以8分22秒83获得第三。

2018年4月16日，2018年全国游泳冠军赛女子200米自由式决赛，张雨涵以1分57秒26获得第三。8月6日，张雨涵入选第十八届亚运会中国体育代表团名单。11月29日，入选2018年短池游泳世锦赛参赛名单。2018年国际泳联短池世锦赛，由李冰洁、杨浚瑄、张雨涵和王简嘉禾组成的中国队，以7分34.08秒获得女子4×200米自由式接力冠军。

2019年7月8日，中国游泳队公布2019年游泳世锦赛参赛名单，张雨涵入选。

张雨涵家住着名的世界冠军摇篮湖北省体育局崇仁中心大院内，张雨涵的父母张国华、严淳是中心的干部职工，他俩曾双双获得过全国蹼泳冠军。

2011年在全国城运会800米自由式以8分50秒56获第七名。

2012年9月全国锦标赛，她在800自决赛中游出8分31秒87的好成绩，获得第5名。

2013年9月，在瀋阳举行的第十二届全运会游泳女子400米自由式决赛中，获得亚军。

2014年9月21日，韩国仁川亚运会女子400米自由式决赛中，张雨涵最后时刻后来居上，以4分07秒67的成绩获得金牌。

2015年珀斯四国游泳赛800米自由式获第三（8分31秒10）

2015珀斯四国游泳赛400米自由式获金牌（4分06秒83）

2015年4月15日，全国游泳冠军赛女子800米自由式冠军。

2015年8月7日，第16届国际泳联世界锦标赛女子800米自由式预赛，张雨涵以8分35秒17的成绩排名第14位，无缘决赛。

2015年8月12日，在游泳世界盃莫斯科站女子800米自由式比赛中，张雨涵以8分30秒60的成绩获得冠军。

2016年鉅派杯全国游泳冠军赛暨里约奥运选拔赛继续在佛山进行，女子800米自由式决赛，八一的400米自由式季军得主张雨涵，以8分24秒04的成绩夺冠。

2016年亚洲游泳锦标赛，11月17日晚，女子4乘200自决赛，中国队派出沈铎、张雨涵，艾衍含和王思琪的阵容，最终以7分54秒98轻鬆夺冠，并打破赛会纪录。11月19日晚，女子400米自由式决赛，中国选手张雨涵以4分08秒80获得第三。

2017年7月28日，2017年国际泳联游泳世锦赛女子4X200米自由式接力决赛，由艾衍含、刘子璇、张雨涵、李冰洁组成的中国队以7分44秒96获得亚军。7月30日，2017年国际泳联游泳世锦赛女子800米自由式决赛，张雨涵以8分26秒06获得第六。

2017年第十三届全运会女子200米冠军

2018年8月21日，2018年雅加达亚运会女子4X200米自由式接力决赛，由李冰洁、王简嘉禾、张雨涵、杨浚瑄组成的中国队7分48秒61夺得冠军。

2015年1月5日，她被授予国际级运动健将和运动健将称号。