张光北的艺术生涯起步较早，他在年仅十二岁时便凭借出色的音乐天赋加入了中央人民广播电台少年合唱团，这段经历为他奠定了坚实的艺术基础。随后在1976年，他投身军旅，进入中国人民解放军北海舰队服役，在部队的锻炼中进一步磨砺了意志与品格。1980年，张光北顺利考入北京电影学院表演培训班，系统学习了电影表演的相关知识与技能。两年后，他继续深造，成功考取中央戏剧学院表演系，在那里接受了更为全面和专业的戏剧表演训练，为其日后在影视领域的发展积累了重要的专业素养。
在中央戏剧学院进行专业学习期间，青年演员张光北凭借其扎实的表演基础和独特的气质，获得了著名导演谢晋的赏识，从而有幸在影片《芙蓉镇》中饰演了黎满庚这一角色。尽管他在片中的戏份并不算多，但其对人物细腻入微的刻画和富有层次的演绎，依然给观众留下了深刻的印象，展现出他作为演艺新星的潜力。1986年，顺利完成大学学业的张光北被分配至北京电影制片厂，开始了其职业演员的生涯。次年，他于历史题材影片《两宫皇太后》中挑战了恭亲王奕忻这一复杂的历史人物。面对这位在史册中饱受争议的角色，张光北并未进行简单的善恶评判，而是深入挖掘其内心世界与处境矛盾，赋予角色更为丰满的新灵魂。他将人物从最初对西太后的隐忍顺从，到后期逐步走向对立抗争的转变过程，通过精准而富有张力的表演层次分明地呈现出来，这一创作获得了业内专家们的广泛认可与肯定。 到了1988年，张光北在电影《弧光》中扮演了心理医生柳楷。在这一角色中，他大量依靠微妙而深刻的面部表情变化，来传递人物复杂的内心活动与精神面貌，充分彰显了其深厚且收放自如的表演功力。此次演出在电影界引起了积极反响，广受同行与评论家的好评，并因此为他赢得了中国表演艺术学会学会奖这一重要荣誉。1990年，张光北在影片《天边有一簇圣火》中塑造了一名军人形象。他摒弃了当时常见的概念化、脸谱化的表现方式，选择从一个更为人性化、更具内心深度的全新角度去理解和诠释这一角色，使得人物真实可信、有血有肉，其创新性的演绎再次收获了观众与评论界的一致好评。1993年，张光北参演了电视剧《三国演义》，并在其中饰演了三国名将吕布。他以出众的外形、霸气的仪态和极具爆发力的表演，成功塑造了一个既勇猛桀骜又具悲剧色彩的枭雄形象，这一版本被众多观众和后世评论者誉为难以超越的经典，成为了其演艺生涯中的一个标志性角色。
2001年6月3日，电视剧《日出东方》正式与观众见面，演员张光北在剧中成功塑造了蒋介石这一历史人物形象，其表演受到了广泛关注。进入2004年，张光北以总制片人的身份参与推动了纪念第二次世界大战胜利60周年的重要电视剧项目《这里的黎明静悄悄》，该剧的拍摄工作主要在黑龙江省完成。次年，即2005年，他与李幼斌、何政军等演员共同主演了电视剧《亮剑》，在剧中他生动诠释了国民党爱国军人楚云飞这一角色。该剧播出后取得了巨大的收视成功，平均收视率突破8点，最高收视更攀升至11.42点，使其成为当年收视表现最为突出的电视剧作品。张光北所饰演的楚云飞形象深入人心，其影响力甚至跨越海峡，在两岸观众中都获得了高度的认可与讨论。到了2007年7月，张光北再次携手李幼斌、何政军等合作者，集结了《亮剑》的原班制作与演出团队，共同打造并推出了另一部电视剧作品《仁者无敌》。
二零一零年，一部描绘豫商奋斗历程的电视剧《经纬天地》与观众见面，张光北在剧中塑造了楚陶朱这一角色。进入二零一三年，他担纲主演了电视剧《山里娘们山里汉》，这部作品意义非凡，它不仅是演员张光北与妻子陈炜婚后二十三年首次在荧屏上携手演绎夫妻，同时也是张光北首次尝试自导自演，集导演、主演等多重身份于一体倾力完成的创作；同年十二月，他与李诚儒共同主演的话剧《王府井》登上了国家大剧院的舞台，呈现了精彩的现场演出。二零一五年十月七日，由他主演的电视剧《第一伞兵队》正式开播，张光北在剧中成功诠释了孟元超这一人物。二零一六年，他出演了电视剧《红旗漫卷西风》，在剧中扮演革命导师秦声达，展现了深沉而富有感染力的表演。同年八月十八日，他参演的电视剧《决战江桥》播出，其在剧中饰演了本庄繁一角。二零一八年，他与邢昭林、菅纫姿、宣璐、徐文浩等演员合作，参演了由李小江执导的古装玄幻少年励志养成剧《问天录之少年钟馗》。九月二十四日，由张铎主演的抗战剧《战天狼》播出，张光北在剧中饰演了关震山，其表现给观众留下了深刻印象。二零一九年十月十五日，由张光北参演、左城右隅出品的都市轻喜剧《好好说话》官方正式发布了十二位人物海报，引发了广泛关注。十一月十八日，他出演的电视剧《心灵法医》也如期与观众见面。 二零二零年二月，他受邀加盟湖南卫视推出的原创声音互动节目《声临其境第三季》，以声音演绎展现另一面才华。二零二一年二月一日，由他担任监制的电视剧《觉醒年代》在央视一套黄金时段首播，这部作品取得的巨大成功和引发的热烈反响，为“主旋律作品”和“北京出品”增添了又一亮眼佳绩；四月二日，他出演的网络电影《浴血无名川》在线上平台播出；六月二十二日，他参演的电视剧《不说再见》播出；七月十六日，由他主演的关注打拐题材的正能量电影《天下无拐》在全国影院正式上映；十月二日，他特别出演的抗战题材电影《生死阻击》在爱奇艺平台上线。十二月二十日，华鼎奖集团在澳门公布了第32届华鼎奖·上汽大众新威然之夜中国百强电视剧满意度调查发布盛典的专家评委会阵容，张光北受邀担任该届华鼎奖的评委；十二月三十一日，他加盟江苏卫视的《元气森林·江苏卫视2022跨年演唱会》节目，并倾情演唱了《谁是最可爱的人》与《青春》两首歌曲。 二零二二年三月三日，他参演的电影《亮剑：决战鬼哭谷》登陆院线；四月六日，他参演的电视剧《山河月明》播出；三月十七日，由他监制的电视剧《鼓楼外》也与观众见面；四月十一日，他参演了电影《感恩号·大篷车》；四月二十五日，他特别出演的都市生活情感治愈剧《好好说话》播出；五月二十三日，他参加了由中国文学艺术界联合会主办的“与人民同行”——纪念毛泽东同志《在延安文艺座谈会上的讲话》发表八十周年特别节目；六月三日，他参演的电影《猎屠》上映，该片是中国首部聚焦反电信诈骗题材的院线电影；八月二十日，他受邀加盟第三届庐山国际爱情电影周的相关活动。十月，他参加了中国电视艺术家协会组织的电视文艺节目，并表演了诗朗诵《永远跟党走 奋进新征程》；十月十七日，由张光北出演、反映脱贫攻坚伟大实践的电视剧《那山那海》在央视综合频道黄金时段首播；十一月，他担任了2022电影频道“星辰大海”青年演员优选计划的评委；同月十一日下午，他出席了第三十五届中国电影金鸡奖金鸡电影论坛之演员圆桌论坛，并担任了该论坛的主持人；十二月二十八日，由他主演的电影《永远不褪色》正式开机。 二零二三年四月二十三日，他参演的革命历史题材剧《战火中的青春》播出。八月二十六日，他参演的电影《我本少年》中，张光北饰演了路院长一角。八月三十日，他参演的另一部电影《天山之子张仲瀚》宣布开机。九月二十八日，他参演的电影《浴血无名·奔袭》上映。二零二四年二月五日，他参加了《“经典之夜”年度盛典》活动，并朗诵了《临江仙·滚滚长江东逝水》；二月八日，他亮相《2024川渝春节联欢晚会》节目，演唱了歌曲《长江之歌》；八月十六日，他参演的电影《红楼梦之金玉良缘》上映；十月一日，他参演的电影《我和老爸是同桌》上映；十一月，他再次入选2024电影频道“星辰大海”青年演员优选计划的评委名单。 二零二五年五月十五日，他参演的院线电影《柳林的故事》在吕梁横店影城举行了隆重的开机仪式；八月二十三日，他出演的中哈合拍网络剧《我在伊犁等你》正式开机。九月二十六日，他参演的电影《柳林的故事》上映。十二月二十日，他参加的节目《光辉——致敬中国电影诞生120周年系列节目》播出；而在此前的十一月二十日，他参演的电视剧《大国船梦》也已播出。
张光北的妻子陈炜不仅是他的生活伴侣，更是他在艺术道路上的同行者，两人都毕业于中央戏剧学院，有着深厚的校友情谊。在当年的中央戏剧学院，陈炜曾因出众的才华与独特的气质，与巩俐、史可、伍宇娟、金莉莉一同被并称为“五朵金花”，这五位女性在当时的校园内外都备受瞩目，成为了一个时代的集体记忆。张光北与陈炜婚后感情一直十分融洽，他们共同养育了一个女儿，取名为张思乐。如今，张思乐也已追随父母的脚步，逐渐在演艺界崭露头角，延续着这个艺术之家的温馨传统与专业精神。
二零零八年，汶川特大地震发生后，时任北京北广传媒影视有限公司负责人的张光北，不仅与公司全体员工共同向灾区捐赠了一百万元人民币，还以个人名义额外捐献了一万元人民币，以实际行动支援抗震救灾工作。二零一四年，张光北受邀参加了在全国政协礼堂举办的“母亲水窖”公益行动电视晚会，为这项旨在改善西部干旱地区饮水条件的慈善项目贡献自己的力量。到了二零一九年，他又现身于“2019美丽乡村博鳌国际峰会”，积极为经济发展相对滞后的乡村地区公益代言，推广当地特色农产品，助力乡村振兴。二零二二年，张光北进一步承担起“消费帮扶·拥军助残·普利惠民”——共同富裕·消费帮扶公益活动的推广大使职责，通过倡导消费帮扶模式，推动社会公益与军民融合、助残惠农事业相结合，为促进共同富裕贡献了持续的公益影响力。
张光北的演技功底深厚，其表演风格细腻而富有张力，在老版《三国演义》中塑造的吕布一角，将人物的骁勇善战与反复无常刻画得入木三分，而在《亮剑》中饰演的楚云飞，则完美展现了一位国民党军官的儒雅气度与军人风骨，这两个角色都已成为观众心中难以超越的经典。与他同台对戏的演员往往能感受到其强大的角色塑造力和感染力，整个过程无疑是一种艺术上的享受。此外，张光北在《芙蓉镇》里饰演的黎满庚也令人印象深刻，他通过精准的肢体语言和微妙的面部表情，细腻地诠释了黎满庚胆小懦弱、惯于委曲求全的复杂性格特征。尽管该角色的戏份并不算多，但其鲜明的人物形象和极具说服力的表演，依然在有限的篇幅中显得格外突出，给观众留下了深刻的记忆。