张嫣是汉惠帝刘盈的亲姐姐鲁元公主和宣平侯张敖的女儿，即汉惠帝的外甥女。 即汉惠帝的外甥女，汉惠帝是她的舅舅，祖籍大梁(今河南开封)。公元前192年，张嫣的外祖母吕后为了“亲上加亲”，将年仅十二岁的张嫣立为汉惠帝的皇后。

吕后希望张嫣能生子，但由于张嫣年纪实在太小，想尽千方百计仍然一直无法怀孕。吕后于是设计教她假装怀孕，然后再强取汉惠帝与宫女所生之子刘恭，谎称是张嫣所生，又将刘恭的生母杀死，并立刘恭为皇太子。

公元前188年，汉惠帝去世，张嫣收养的儿子刘恭继位，史称前少帝，因此吕后仍称皇太后并临朝称制，张嫣则不称太后，世称孝惠皇后。公元前187年，张嫣的母亲鲁元公主去世。公元前180年，张嫣外祖母临朝听政的吕后也去世了。接着，诸吕被诛，后宫又成为刘氏的天下，汉文帝刘恒即位。而张嫣虽幸免一死，却受到牵连，废其位而置于北宫，仍称孝惠皇后。

北宫是未央宫后的一处极为幽静的院落。朝野都知道张嫣与诸吕乱政无关，因而没有在夷灭诸吕时杀死她。她生活在北宫中，无声无息，日出日落整整十七年。公元前163年，张嫣病逝，终年四十岁，与汉惠帝合葬安陵，不另起坟，谥号孝惠皇后。