生于１９４６年，浙江东阳人，１９６４年至１９７０年在哈尔滨军事工程学院舰艇内燃机专业学习。１９７３年加入中国共产党。

　　１９７０年至１９８３年任第六机械工业部六二一四厂技术员、副科长、科长。１９８３年至１９８５年任第六机械工业部六二一四厂生产指挥长、党委委员。１９８５年至１９８６年任中共江西省九江市委常委，九江市副市长。１９８６年至１９９１年任中共江西省赣州地委副书记，赣州地区行署专员。１９９１年至１９９３年任江西省省长助理、党组成员，省经委党组书记，中共江西省委常委。１９９３年２月至１９９５年４月任江西省副省长。１９９５年４月任新疆维吾尔自治区政府副主席。１９９６年２月当选为第五届中共新疆维吾尔自治区党委常委。１９９８年１月至１９９９年１０月任新疆维吾尔自治区政府副主席。１９９８年２月当选为第五届中共新疆维吾尔自治区党委副书记。后任中共湖南省委副书记。２００１年８月任湖南省副省长、代省长。２００２年２月２日在湖南省第九届人代会第五次会议上当选为湖南省省长。２００３年１月至２００３年３月任湖南省省长。２００３年３月在十届全国人大一次会议上被任命为国防科学技术工业委员会主任。２００７年８月３０日，十届全国人大常委会第二十九次会议决定，免去张云川的国防科工委主任职务。同年８月，中共中央决定，张云川任河北省委委员、常委、书记。２００８年１月２８日，在河北省第十一届人民代表大会第一次会议上当选为省人大常委会主任。

　　是中共第十六届、十七届中央委员。