Trương Hoàng hậu người huyện Ngoại Hoàng, quận Đãng (碭郡外黄县; nay thuộc Dân Quyền, Thương Khâu)[1]. Hán thư ghi chép bà là con gái của Triệu Vương Trương Ngao và Lỗ Nguyên Công chúa[2]. Xét vai vế gia tộc, Trương thị là cháu ngoại của Hán Cao Tổ Lưu Bang và Lã hậu, ngoài ra là cháu gọi Hán Huệ Đế Lưu Doanh và Hán Văn Đế Lưu Hằng bằng cậu. Tuy nhiên, theo Sử ký, cha bà đích thực là Trương Ngao, nhưng không rõ mẹ là ai[3]. Một số sử gia cho rằng bà không phải con ruột của Lỗ Nguyên Công chúa, mà là con một người thiếp được Công chúa nhận nuôi. Dù vậy, không có bất kì nguồn tin nào xác thực.

Thời Hán Cao Tổ, cha bà bị truất ngôi Triệu vương, giáng làm Tuyên Bình hầu. Cao Tổ phong cho Hoàng tử Lưu Như Ý là con trai của Thích phu nhân làm Triệu vương.

Sử kí không ghi lại tên thật của bà. Theo Sử Ký tác ẩn (史记索隐) của Tư Mã Trinh thời nhà Đường, dẫn lời Hoàng Phủ Mật đời Tây Tấn, thì Hiếu Huệ Hoàng hậu Trương thị có khuê danh Trương Yên (张嫣). Sách Hán cung xuân sắc (汉宫春色) đời Tây Tấn cũng ghi bà tên Yên, biểu tự Mạnh Anh (孟英), tiểu tự là Thục Quân (淑君)[4]. Do vậy, ["Trương Yên"] thường được xem là tên của bà, nhưng thực ra chỉ là lưu truyền tiểu thuyết, tương tự trường hợp của Dương Vân Nga vậy.