嘉靖六年七月五日（1526年8月12日），张佳胤出生，他自幼聪慧机敏，七岁即可日诵书千余言。
嘉靖二十二年（1543年）参加院试中秀才，且名列榜首，深得时任重庆太守的刘绘的器重。
嘉靖二十八年（1549年）参加乡试中举人。
嘉靖二十九年（1550年），张佳胤登进士第，授滑县令（今河南滑县），任内大盗高章假扮缇骑入县署，胁迫张佳胤支付公款。张佳胤面不改色，假装不知底细，给高章写了取款凭据，然后把县署役吏全部召集起来，立即将强盗擒住，由此名声大振。
嘉靖三十二年 （1553年），张佳胤拜会明文坛“后七子 ”盟主李攀龙，“出其诗为贽 ，于鳞大善之，与折节讲钧礼然，公益心仪于鳞矣。”从此，张佳胤与七子派结下不解之缘。
嘉靖三十四年（1555年），拜户部福建司主事，道改兵部职方，期间结识王世贞、宗臣、吴国伦等 “后七子”成员 ，相与酬唱，游处甚欢。
嘉靖三十六年 （1557年），张佳胤因父丧守制在乡，特意前往泸州拜会杨慎，并结识曾玙、熊过，相与饮酒游赏，并于次年成立诗社 “汐社”，结紫房诗会，诗酒唱和。
嘉靖三十八年（1559年），迁礼部郎中。
嘉靖三十九年（1560年），因严嵩父子嫌其不曾主动投靠门下，以风霾考察（暗中考察属官材料失实）为由，贬谪张佳胤为陈州同知。
嘉靖四十三年（1564年），迁蒲州知州，期间治理黄河。
嘉靖四十四年（1565年），调河南按察司佥事，旋任云南提学佥事。
隆庆二年（1568年），任广西布政司左参议。
隆庆三年（1569年），调河南按察司副使，旋任大名兵备副使，分守甘州。
隆庆四年（1570年），迁山西按察使。
隆庆五年（1571年）冬，升右佥都御史，巡抚应天十府。
万历元年（1573年），至九江，平定安庆兵变。后坐安庆兵变勘狱辞不合，迁南京鸿胪卿，就地转光禄卿。
万历三年（1575年），擢右副都御史，巡抚保定。次年，因母丧归故里。
万历七年（1579年）复职，先后巡抚保定、陕西、宣府（今河北宣化)。宣府，明九边之一，乃防御当时蒙古南下之重镇，张佳胤设计制服塞外桀骜不驯、四处抢劫的头人满五大。
万历八年（1580年），修长城万六千九百四十尺（约合十余里），升兵部右侍郎。
万历十年（1582年）春，浙江巡抚吴善言奉诏减月饷，杭州兵变， 张佳胤兼右佥都御史，署浙江巡抚，奉命勘乱。因主持对浙江兵变的镇压有功，获神宗传诏嘉奖，赐飞鱼服，迁兵部左侍郎，加右都御史。在浙江，岛夷（倭寇）来犯，张佳胤励楼船将军逆击败之。
万历十一年（1583年），任兵部尚书，协理京营戎政，兼都察院右副都御史，总督蓟、辽、保定军务。曾遣部将李成梁屡破鞑靼插汉儿部，以功连加太子少保、太子太保衔。旋即召还朝中，主持兵部事务。神宗根据功劳，赐一品诰命。
万历十四年（1586年），受御史许守恩、徐元复参劾，遂三疏谢病归。根据王世贞《居来张公墓志铭》描述，张佳胤是因为受中贵人中伤才上书请辞。而《钱镜塘藏明代名人尺牍》收有《张佳胤致某人函》一通，则称张佳胤因帮助“直谏忤上，廷杖为民”的礼部员外郎卢洪春，而得罪文书房阉人（宦官），“其阉乘机冷语激动上怒”，被迫辞官，
万历十六年（1588年），患风疾不起，闰六月十六日（8月7日），张佳胤病逝，享年六十二岁。追赠少保，葬于崌崃山（今重庆市铜梁区巴川镇龙、凤山之间）。
明熹宗天启（1621年—1627年）初年，追谥“襄宪”。
