张云川，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月在湖南省第十届人民代表大会第一次会议上当选湖南省省长。2003年3月任国防科学技术工业委员会主任。