1981年09月 - 1986年07月，在同济医科大学医学专业学习。
2002年09月 - 2005年12月，在华中科技大学同济医学院麻醉学专业在职博士研究生学习，获医学博士学位。
1986年07月 - 2001年08月，担任武汉市第四医院麻醉科住院医师、主治医师、副主任医师。
1997年11月 - 1999年11月，担任中国援助阿尔及利亚医疗队麻醉医师。
2001年08月 - 2003年07月，担任武汉市第四医院医务处副主任、副主任医师。
2003年07月 - 2007年08月，担任武汉市普爱医院院长助理。
2006年11月，担任武汉市普爱医院主任医师。
2007年08月 - 2012年09月，在武汉市普爱医院担任副院长、党委委员。
2012年09月 - 2013年12月，担任武汉市血液中心主任、党委副书记。
2013年12月 - 2016年12月，担任武汉市金银潭医院（市医疗救治中心）院长、党委副书记。
2016年12月 - 2020年04月，担任武汉市金银潭医院（市传染病医院）党委副书记、院长。
2018年10月，被确诊患上渐冻症。
2022年08月16日，当选为湖北省医师协会第四届理事会会长。
2023年06月，担任世界光谷卫生健康事业规划与发展战略委员会副主任。
2008年，被原湖北省卫生厅授予“抗震救灾医药卫生先进个人”荣誉称号。
2020年02月04日，被湖北省人力资源和社会保障厅、湖北省卫生健康委员会给予记大功奖励。
2020年03月05日，获得“全国卫生健康系统新冠肺炎疫情防控工作先进个人”称号。
2020年05月，张定宇家庭被全国妇联授予“全国抗疫最美家庭”荣誉称号。
2020年08月11日，被授予“人民英雄”国家荣誉称号。
2021年02月17日，被评为“感动中国2020年度人物”。
2021年11月，被授予第八届“全国道德模范”称号。
2021年12月02日，被湖北省文明委授予第八届“湖北省道德模范”称号（敬业奉献模范）。
2021年12月，入选《2021中国品牌人物500强》榜单，并排名第20位。
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