一九六八年，当时仍在大学求学的张国柱，机缘巧合下参与并完成了其人生中的第一支广告拍摄工作。在顺利完成学业后，他自台湾师范大学体育系毕业，并一度投身于教育领域，担任过高中阶段的体育教师职务。
张国柱于1977年正式踏入影视行业，开启了他的演艺生涯。次年，他参演了个人首部电影作品《哪吒三太子》，由此在银幕上崭露头角。1979年，他在由胡慧中领衔主演的影片《欢颜》中饰演了黄执中一角，凭借这一角色开始受到广大观众的关注与认可。1981年3月26日，他与林青霞、秦祥林联袂主演的惊悚电影《爱杀》正式公映，他在片中挑战了杀人犯这一复杂角色，展现了其表演的可塑性。到了1982年10月，他主演的励志题材电影《大远景》上映，进一步巩固了其在影坛的地位。1983年9月2日，由钟镇涛、叶童主演的喜剧片《表错七日情》与观众见面，张国柱在片中饰演了耐冬的丈夫雷先生（Lui Kai-chi），其细腻的表演为影片增添了生活气息。此外，他在《欢颜》中同样饰演了黄执中，在《爱杀》中再度诠释了杀人犯角色，在《表错七日情》中再次扮演了雷先生，在《唐朝豪放女》中饰演了欧阳铸剑师，在《再见七日情》中饰演了阿john，在《无人驾驶》中饰演了李欣父亲，在《杀手欧阳盆栽》中饰演了全叔，在《弹·道》中则饰演了方正北。 1984年6月1日，由万梓良、夏文汐主演的剧情片《唐朝豪放女》上映，张国柱在片中饰演配角欧阳铸剑，其精湛的演技获得了业界高度评价，并凭借此角色在1985年荣获第4届香港电影金像奖最佳男配角提名；同年9月20日，他主演的另一部剧情片《爱奴新传》上映，他在片中成功塑造了小叶这一人物形象。1985年2月19日，他与尔冬升、王祖贤等人合作的爱情电影《再见七日情》上映，他在片中饰演了有妇之夫阿John，将角色的情感纠葛刻画得入木三分；同年9月26日，他与徐淑媛等人共同主演的剧情片《现代豪放女》上映，他饰演了富商马裕章，展现了角色在商海沉浮中的多面性。1986年4月25日，他主演的剧情片《暗夜》上映，他在片中饰演了青年商人黄承德，演绎了人物在事业与情感上的成长历程。 1990年，由他参演的动作电影《巴黎孽恋》上映。1991年4月25日，他与利智、樊少皇等人共同主演的动作电影《魔域飞龙》上映，他在片中饰演了日本企业家中村宏一；同年7月27日，他与张震、杨静怡联袂主演的爱情电影《牯岭街少年杀人事件》上映，他在片中饰演了小四儿的父亲，这一角色是民国时期一位典型的传统知识分子，为人极具正义感和道德操守，但在处世方式上却不够圆滑，张国柱凭借在此片中的出色表现，与儿子张震同时入围第28届金马奖最佳男主角奖，成为一段影坛佳话；同年8月1日，他参演的由成龙、刘德华等人主演的动作电影《火烧岛》上映，他在片中饰演了黄伟的好友淼生。1992年11月12日，他与刘德华、林青霞等人合作的武侠电影《绝代双骄》上映，他在剧中饰演了重要角色江别鹤。1993年，他与吴雪雯、林伟等人共同主演的剧情片《那个少女不多情之脱的疑惑》中，他饰演了Jean的父亲。1994年4月15日，由林志颖、释小龙、郝劭文主演的喜剧片《笑林小子》上映，他在其中饰演了四毛的父亲，其亲切的表演风格深受观众喜爱。 2001年5月31日，在古天乐、吴彦祖等人主演的动作电影《野兽之瞳》中，他饰演了贺冲的父亲贺川。2007年，他凭借在电视剧《白色巨塔》中饰演的徐大明一角，成功斩获第42届台湾电视金钟奖戏剧类男配角奖，这是对其电视剧领域成就的重要肯定。2010年，在张孝全、任达华等人主演的动作片《弹·道》中，他饰演了吴的亲信方正北，该片于4月9日公映；同年，他出演了由刘烨、高圆圆等人主演的剧情片《无人驾驶》，在片中饰演李欣的父亲，此片被视为他进军中国内地影视市场的一次重要尝试。2011年7月29日，他与萧敬腾、林辰唏、周秀娜主演的喜剧电影《杀手欧阳盆栽》上映，他在片中饰演了全叔；同年10月25日，由其主演的剧情电影《酒徒》上映，他在片中饰演了一位以卖文为生的作家老刘，深刻展现了文人的困境与坚守；11月23日，他与方中信、张震、范文芳等人合作出演的爱情片《蓝色矢车菊》上映，他在片中饰演了聂华晨的父亲聂明思。 2016年7月8日，他参演的由郭富城、梁家辉等人主演的动作电影《寒战2》上映，他在片中饰演了已退休的前警务处长蔡元祺，其沉稳的表演为影片增添了厚重感。2017年8月11日，他与李易峰、廖凡、万茜等人共同主演的动作片《心理罪》上映，他在片中饰演了犯罪心理学教授乔兰的父亲。同年12月，他出演了由赵丽颖、金瀚等人主演的都市剧《你和我的倾城时光》，在剧中饰演了男主的父亲厉仲明，展现了其在电视剧领域的持续活跃。2018年12月29日，他出演了由张峰执导、张承担任编剧的电影《老家伙们》，张国柱在片中挑战了一个亦正亦邪的复杂角色，进一步拓宽了戏路。2020年10月，他与郭采洁等人共同主演了电影《喜宝》，在片中饰演了富豪勖存姿，演绎了角色在财富与情感世界中的挣扎。2023年6月10日，他主演的电影《极寒之城》上映，在片中饰演了李恒一角，持续为观众带来新的银幕形象。此外，他在《寒战2》中饰演了蔡元祺，在《心理罪》中饰演了乔兰的父亲，在《你和我的倾城时光》中则饰演了厉仲明，这些角色共同勾勒出其漫长而丰富的演艺轨迹。
张国柱与赵欣然于1971年正式步入婚姻殿堂，共同组建了家庭，这段婚姻持续至1994年，两人最终选择结束夫妻关系。他们共育有两名子女。长子张翰在中国台湾从事演艺事业，身兼演员与导演双重身份，其配偶是来自新加坡的演员林利霏。次子张震出生于1976年，同样是中国台湾知名的男演员，他与同为演员的中国台湾艺人庄雯如结为连理。在个人生活方面，张国柱于2008年与女友阿May再次步入婚姻，开始了新的家庭生活。2015年3月10日，张国柱迎来了孙辈的诞生——张震与庄雯如的女儿张源源来到这个世界，为家族增添了新成员。张国柱与儿子张震在演艺领域均取得了显著成就，两人在事业上各自发展，同时也保持着密切的父子关系。
在台湾地区提起演员张国柱，即便不提及他那位同样知名的儿子张震，其本人的演艺生涯与独特魅力也足以令人印象深刻。年轻时的张国柱曾以俊朗外形著称，是一位备受瞩目的美男子，早年他与胡惠中携手主演的经典爱情影片《欢颜》曾风靡一时，深深打动了无数观众的心。尽管如今他已年岁渐长，但依旧保持着从容优雅的风度，时光的流逝仿佛并未减损他的光彩，反而为其沉淀下更为深厚、成熟的男性魅力。在另一部电影作品《弹·道》之中，张国柱凭借精湛的演技深入刻画了角色的复杂内心，他将一位在政坛沉浮多年、性格阴险狡诈且手段狠辣的高级谋士形象演绎得淋漓尽致，其表演可谓入木三分，给观众留下了难以磨灭的印象。在专业素养方面，张国柱始终以敬业和耐心著称，在拍摄现场他总是认真倾听导演和摄影师的每一项指导与建议，随后便全身心投入，竭尽全力去完成每一个表演细节，展现出老一辈演员严谨而专注的职业态度。