Trương Cao Lệ sinh tháng 11 năm 1946 tại thành phố Tân Giang, tỉnh Phúc Kiến, từng tốt nghiệp Đại học Hạ Môn, ngành thống kê và kinh tế học.

Trong những năm sau khi tốt nghiệp, Trương công tác trong ngành dầu khí, rồi trở thành quan chức ở tỉnh Quảng Đông vào giữa thập kỷ 1980.

Trương Cai Lệ gia nhập Đảng Cộng sản Trung Quốc vào tháng 12 năm 1973.

Năm 1984, ông là Phó Bí thư thành phố Mậu Danh tỉnh Quảng Đông, đồng thời làm Giám đốc công ty Dầu Khí Hóa Trung Quốc.

Năm 1985, ông là Chủ nhiệm Hội Kinh tế tỉnh Quảng Đông.

Năm 1988, là Phó Tỉnh trưởng Chính phủ Nhân dân tỉnh Quảng Đông.

Năm 1993, là Ủy viên Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Tỉnh trưởng Quảng Đông.

Năm 1997, là Bí thư Đặc khu kinh tế Thâm Quyến.

Năm 1999, được mời làm Giáo sư thỉnh giảng tại Đại học Thanh Hoa, Đại học Hạ Môn.

Năm 2001, rời Quảng Đông về làm Phó Bí thư Tỉnh ủy tỉnh Sơn Đông, kiêm Tỉnh trưởng Chính phủ Nhân dân tỉnh Sơn Đông.

Năm 2002, được bầu vào Ủy ban Trung ương Đảng Cộng sản Trung Quốc.

Năm 2003, làm Bí thư Tỉnh uỷ Sơn Đông thay cho Ngô Quan Chính mới được bầu làm Uỷ viên Ban Thường vụ Bộ Chính trị Đảng Cộng sản Trung Quốc, Bí thư Ủy ban Kiểm tra Kỷ luật Trung ương Đảng Cộng sản Trung Quốc

Năm 2007 tại Đại hội Đảng Cộng sản Trung Quốc lần thứ 17, Trương Cao Lệ được bầu làm Ủy viên Bộ Chính trị, được phân công Bí thư Thành ủy thành phố Thiên Tân.

Khi còn ở Thiên Tân, Trương khá kín tiếng và không ai biết gì nhiều về đời tư của ông.

Năm 2012 tại Đại hội Đảng Cộng sản Trung Quốc lần thứ 18, Trương Cao Lệ được bầu làm Ủy viên Ban Thường vụ Bộ Chính trị Đảng Cộng sản Trung Quốc và đứng thứ 7 trong Ban Thường vụ Bộ Chính trị Đảng Cộng sản Trung Quốc.

Chiều ngày 16 tháng 3 năm 2013, Trương Cao Lệ được Nhân đại phê chuẩn làm Phó Tổng lý Thường trực Quốc vụ viện.[2]