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张家辉和张学友是朋友关系，两人长的很像气质也很相似，在一次采访中，张家辉开玩笑称张学友是自己的亲哥，还说他们是失散多年的亲兄弟，之所以不公开是因为自己不想蹭张学友的人气，其实这只不过是张家辉的调侃而已。
1989年在电影《壮志雄心》中出演少年警校学员，开始其演员生涯。1995年签约无线电视。1998年参演电影《赌侠1999》，获得第18届香港电影金像奖最佳男配角提名。2003年12月与关咏荷在澳大利亚结婚。2004年出演杜琪峰导演的《大事件》。2008年与谢霆锋、张静初合作主演《证人》，凭借该片获得第53届亚太影展最佳男主角奖、第28届香港电影金像奖最佳男主角奖、第46届台湾电影金马奖最佳男主角奖。
2010年，出演林超贤执导的警匪片《线人》。2012年，在《大追捕》中饰演王远阳，获得第49届台湾电影金马奖最佳男主角提名、第32届香港电影金像奖最佳男主角提名 。2013年，出演《激战》获得第33届香港电影金像奖最佳男主角奖、第16届上海国际电影节最佳男演员奖、第14届华语电影传媒大奖最佳男主角奖、第10届华鼎奖中国最佳电影男演员奖、第2届伦敦国际华语电影节最佳男主角奖、第21届北京大学生电影节最佳男演员奖。
