1963年2月，張首晟生于上海。

1978年，在沒有讀過高中的情況下，15歲的張首晟直接考入復(fù)旦大學(xué)物理系。

1979年（大二），作為交流學(xué)生被送往德國柏林自由大學(xué)深造。

1980年，赴柏林自由大學(xué)就讀碩士。

1983年，獲德國柏林自由大學(xué)碩士學(xué)位，同年赴美國紐約州立大學(xué)石溪分校，師從著名物理學(xué)家楊振寧教授攻讀博士學(xué)位。

1987年，獲物理學(xué)博士學(xué)位。

1987年，進(jìn)入加州大學(xué)的SantaBarbara分校從事博士后研究。

1989年底，結(jié)束博士后研究，與妻子余曉帆一起到了SanJose的IBM繼續(xù)從事科學(xué)研究工作。

1993年，被評為斯坦福大學(xué)物理系副教授。

1995年，年僅32歲的張首晟被聘為斯坦福大學(xué)物理系教授，成為斯坦福大學(xué)最年輕的終身教授之一。

1996年，被斯坦福大學(xué)評為終身教授。

2011年，當(dāng)選為美國藝術(shù)與科學(xué)院院士。

2013年，入選中國科學(xué)院外籍院士。

2015年，入選美國科學(xué)院（US National Academy of Sciences）院士。

1998年，張首晟投資了Vmware。

1999年，張首晟聯(lián)合硅谷企業(yè)家們共同創(chuàng)辦了華源科技協(xié)會，并在他家后院開了首次會議。現(xiàn)在華源已成為硅谷最大的華人科技創(chuàng)業(yè)社團(tuán)，會員多為中美之間的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者、投資者和企業(yè)家，福布斯40名40歲以下CEO榜單中也屢屢出現(xiàn)會員的身影。此外，他在斯坦福大學(xué)任創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師，幫助多位學(xué)生創(chuàng)辦公司，并作為天使投資人，成功的投資了VMware(NYSE:VMW)。5年后，VMWare被EMC收購，后來又在紐交所上市，如今市值已達(dá)440億美元。這筆投資給張首晟帶來了上百倍的回報。

2013年張首晟教授與他斯坦福的學(xué)生谷安佳博士聯(lián)合創(chuàng)立丹華資本，意在以斯坦福大學(xué)為核心，專注于投資美國最具顛覆性的創(chuàng)新科技及商業(yè)模式，連接美國的創(chuàng)新與中國市場�！暗ぁ奔却�表斯坦福（又譯為史丹福），又有“赤子丹心”之意，“華”取自中華。

丹華資本規(guī)模已經(jīng)達(dá)到9000萬美元，并且已經(jīng)投資了12家公司。

曾任丹華資本創(chuàng)始董事長。

2018年12月6日，華張首晟的家人發(fā)布聲明，確認(rèn)張首晟于12月1日因抑郁癥意外去世。

主要貢獻(xiàn)包括對拓?fù)浣^緣體、量子自旋霍爾效應(yīng)、自旋電子學(xué)、高溫超導(dǎo)等領(lǐng)域的研究。

張首晟的代表性工作為高溫超導(dǎo)的SO(5) 理論、4維量子霍爾效應(yīng)、室溫?zé)o耗散自旋流等等，在國際相關(guān)研究領(lǐng)域里有較大的影響，迄今為止，他在Science雜志上發(fā)表學(xué)術(shù)論文8篇，在Phys. Rev. Lett. 雜志上發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，其論文被他人引用15000 多次。

張首晟領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)于2006年提出了“量子自旋霍爾效應(yīng)”(Quantum Spin Hall Effect)，將其基于芯片業(yè)未來提出的新構(gòu)想——通過控制電子的自旋運(yùn)動來降低能耗——在理論上完成了預(yù)言。2007年，這一理論預(yù)言被德國維爾茨堡大學(xué)實(shí)驗(yàn)小組通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)。同年，張首晟領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)提出的“量子自旋霍爾效應(yīng)”被《科學(xué)》雜志評為2007年“全球十大重要科學(xué)突破”之一。

這項(xiàng)研究計(jì)劃獲得美國能源部與國家科學(xué)基金會基金支持，因?yàn)槭侨A人，張首晟也多了與亞洲的聯(lián)系。他透露，量子自旋霍爾效應(yīng)是新科技研究發(fā)向，未來將有機(jī)會與中國大陸、臺灣與香港地區(qū)的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)合作發(fā)展。

概括：

1、開創(chuàng)了全新的研究領(lǐng)域：拓?fù)浣^緣體；

2、2006年理論預(yù)言“量子自旋霍爾效應(yīng)”；2007年與德國科學(xué)家合作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究，被評委2007年十大科學(xué)進(jìn)展（Science雜志）；

3、2008年理論預(yù)言“量子反常霍爾效應(yīng)”；

4、2013年與中國科學(xué)家合作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究。

2009年，他與中科院物理所方忠等合作，預(yù)言了三種拓?fù)浣^緣體材料（Bi2Se3、Bi2Te3和Sb2Te3），這是材料物理領(lǐng)域的一個重大進(jìn)展。他與清華大學(xué)薛其坤等開展了理論與實(shí)驗(yàn)的緊密合作，制備出高質(zhì)量的材料，在拓?fù)浣^緣體基本性質(zhì)研究方面取得了一系列開創(chuàng)性成果，并于2013年在反�；魻栃�應(yīng)被發(fā)現(xiàn)130多年后發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)，這是國際物理學(xué)界重大科學(xué)突破之一。

2017年7月21日凌晨，張首晟及其團(tuán)隊(duì)在美國科學(xué)雜志上發(fā)表了一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)：在整個物理學(xué)界歷經(jīng)80年的探索之后，他們終于發(fā)現(xiàn)了手性Majorana費(fèi)米子的存在。

這一發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)證了由意大利理論物理學(xué)家Ettore Majorana在80年前提出的預(yù)測——存在一類沒有反粒子的粒子。同時也證明了存在一種比量子還小的單位，這將對現(xiàn)在的量子理論帶來巨大的改變。

張首晟將這一新發(fā)現(xiàn)稱為“天使粒子”。普通群眾可能暫時難以理解這一發(fā)現(xiàn)，但是對基礎(chǔ)物理界來說，這或?qū)㈤_啟一個新的時代。

張首晟自從2009年加入清華大學(xué)以后，他用每年至少三個月的時間投入清華大學(xué)的人才培養(yǎng)。他不但親自指導(dǎo)本科生、研究生的科研，還開辦各種強(qiáng)化課和講座，全方位參與學(xué)校發(fā)展。

1992年，獲全球華人物理學(xué)會杰出青年科學(xué)家獎。

1993年，獲IBM研究部杰出創(chuàng)新獎。

1999年，任清華大學(xué)高等研究院特聘教授。

2009年，任清華大學(xué)高等研究院特聘教授。

2010年7月，榮獲德國“古登堡研究獎”。

2010年9月，因在“量子自旋霍爾效應(yīng)”理論預(yù)言和實(shí)驗(yàn)觀測領(lǐng)域的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，獲歐洲物理學(xué)會頒發(fā)的歐洲物理獎，成為獲得該獎項(xiàng)的首位華人科學(xué)家。

2011年9月，獲香港求是科技基金會“求是杰出科學(xué)家獎”。

2011年，入選美國藝術(shù)與科學(xué)院（AmericanAcademyofArtsandSciences）院士。

2012年，榮獲美國物理學(xué)會頒發(fā)的凝聚態(tài)物理最高獎--奧利弗·巴克利獎（OliverBuckley獎）

2012年8月，榮獲聯(lián)合國教科文組織下屬的國際理論物理學(xué)中心“狄拉克獎”（國際理論物理學(xué)領(lǐng)域最高獎）。

2013年3月，因在拓?fù)浣^緣體方面的研究獲得尤里基礎(chǔ)物理學(xué)獎前沿獎。

2013年12月，當(dāng)選中國科學(xué)院外籍院士。

2014年11月3日，因在拓?fù)浣^緣體研究領(lǐng)域的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，與兩位科學(xué)家Kane和Mele一起分享了該年度富蘭克林物理獎。

2016年12月13日，十大“2016年度華人經(jīng)濟(jì)人物”。

2017年3月31日，2016-2017年“影響世界華人大獎”獲得者。

2017年12月21日，入選“2017年度中國留學(xué)人員50人榜單”。

張彝，張首晟的祖父。張彝，字則民，江蘇高郵人。1906年考入復(fù)旦公學(xué)，是復(fù)旦建校后的第二屆學(xué)生，1909年畢業(yè)，同時畢業(yè)的共16人。文憑上清晰地記錄著張彝先生的國文、法文、倫理、化學(xué)、三角、體操等12門功課的畢業(yè)考試成績，總平均分為80分8厘，在校三年他的總平均分達(dá)到77分7厘。監(jiān)督（校長）高鳳謙和教務(wù)長李登輝簽發(fā)了該證書。

2004年冬，張首晟先生來復(fù)旦講學(xué)時透露，伯父在清理祖父遺物時，發(fā)現(xiàn)了這張最早的復(fù)旦文憑，2005年時值復(fù)旦百年華誕，張首晟先生把珍藏的“寶物”捐獻(xiàn)給了母校，目前已陳列于復(fù)旦大學(xué)校史陳列館。

已婚。妻子余曉帆，二人育有一子一女。

張首晟在某種意義上是一個“天才”——初中還沒畢業(yè)，就趕上恢復(fù)高考，父親拿給他一套數(shù)理化自學(xué)叢書，讀了一個暑假，“試了一下”，他就考上了。

在15歲那年，他“心安理得”地走進(jìn)了復(fù)旦大學(xué)的課堂。16歲時，國家開始公派留學(xué)生出國，他被選中派去德國柏林大學(xué)；接著，他來到美國投到楊振寧的門下攻讀物理學(xué)博士，32歲時，他被聘為斯坦福大學(xué)正教授，成為該校最年輕的終身教授之一。

張首晟由著“性子”干的第一件事就是讀書，“狂讀書”。他說話常常被身邊的人形容為“跳躍式”的，了解他讀書方法的人對此就見怪不怪了。他在小學(xué)時基本上把“對自己人生影響較大”的書都讀完了，但從來沒有從頭到尾讀完過一本書。在他看來，讀書是一個了解思維方式的過程，不是吸納所有信息，而是有針對性地進(jìn)行篩選。

對他來說，獲得諾貝爾獎只是時間問題。（他的導(dǎo)師楊振寧先生評價）

張首晟在推動國內(nèi)基礎(chǔ)研究、人才培養(yǎng)和學(xué)術(shù)交流等諸多方面發(fā)揮了重大作用。（中國科學(xué)院評）

2009年，張首晟任清華大學(xué)高等研究院特聘教授。

2018年12月1日（當(dāng)?shù)貢r間），美國華裔物理學(xué)家，張首晟教授去世，終年55歲。