Ayant atteint la 148e place en simple et la 78e en double, il est, avec Wu Di, l'un des meilleurs joueurs de tennis chinois de l'ère Open[1]. Il a depuis été surpassé au cours des années 2020 par Zhang Zhizhen et Shang Juncheng notamment.
Il a fait ses débuts sur le circuit ATP lors du Masters de Shanghai en 2010 où il perd en trois sets contre Ivan Ljubičić (5-7, 6-3, 6-4). Invité depuis chaque année, il n'y a jamais gagné un match. En 2012, il passe un tour à Halle avant de s'incliner contre Milos Raonic en 50 minutes[4]. Surnommé « Big George »[1], il a connu plus de succès à l'occasion de l'Open de Chine où il passe le premier tour en 2011 et atteint surtout les quarts de finale en 2012 après avoir éliminé Richard Gasquet, 14e mondial (6-4, 3-6, 6-4)[5]. Au cours de ce tournoi, Zhang obtient son meilleur classement et efface la meilleure marque d'un joueur chinois détenue par Pan Bing depuis 17 ans (176e en 1995)[6]. Il franchit également le premier tour du tournoi en 2015 en battant Denis Istomin.
Dans les tournois du Grand Chelem, il est parvenu à se qualifier pour l'Open d'Australie en 2014 où il perd au premier tour contre Fernando Verdasco en quatre sets. En 2015, il reçoit une invitation grâce à sa victoire dans le tournoi de play-off asiatique et s'incline au premier tour face à Lleyton Hewitt. Invité en double mixte, il y passe un tour avec la Taïwanaise Chang Kai-chen. En 2019, il dispute une nouvelle fois le tournoi grâce à une invitation, cette fois-ci en double avec Gong Maoxin et gagne un match contre la paire Kližan-Matkowski.
Il est l'un des principaux membres de l'équipe de Chine de Coupe Davis des années 2010 avec laquelle il totalise 22 sélections.