汉惠帝四年（公元前192年）十月壬寅日，张嫣的外祖母吕后为了“亲上加亲”，将年仅十一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，然后将刘恭的生母杀死，并立刘恭为皇太子。
汉惠帝七年（公元前188年）八月十二日，汉惠帝在
未央宫去世，时年二十三岁。同年九月初五日，将汉惠帝安葬在
安陵。安葬汉惠帝后，吕后立张嫣收养的儿子刘恭为帝，史称“
前少帝”。因为刘恭年幼，便由吕后临朝称制，并仍称皇太后；张嫣则不称太后，仍称皇后。
吕后元年（公元前187年）四月，张嫣的母亲鲁元公主去世。吕后四年（公元前184年），当时刘恭已经渐渐长大，知道自己的生母已死，自己并非是张嫣的亲生儿子，于是口出怨言说：“皇后怎么能杀死我的生母而把我当作她的儿子？我现在还小，等我长大之后，一定要复仇！”吕后知道后很担心，害怕刘恭真会作乱，于是将刘恭囚禁在后宫的永巷中，宣称刘恭患病，任何人不得与刘恭相见。不久，吕后废黜刘恭，并暗中将他杀害。同年五月十一日，吕后立汉惠帝的另一子常山王（恒山王）
刘义为帝，改名为
刘弘，史称
后少帝。继续由吕后临朝称制。
吕后八年（公元前180年）七月三十日，吕后去世。不久，大臣们共同铲除
诸吕（吕后的吕氏家族），废黜刘弘，拥立汉惠帝四弟代王
刘恒为帝，是为汉文帝。而张嫣虽然幸免一死，却受到牵连，废黜其位，安置在北宫居住，仍称皇后。
张嫣所居住的北宫，是未央宫后面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。张嫣生活在北宫中，无声无息，日出日落整整十七年。汉文帝后元元年（公元前163年）三月，张嫣病逝，终年四十岁，与汉惠帝合葬于
安陵，不另起坟，谥号“孝惠皇后”。
《汉宫春色》：“后劝惠帝除挟书律，泽被千古，伟矣。其在汉室，有三大功。劝太后勿诛诸功臣，与谋害代王，及敛诸门钥，使相国产不得入殿门，吕氏就诛，此其功之最盛者也。代王既立，后乃幽废，竟无崇奉之礼，盖地处嫌逼，虽贤如文帝，不能无介然于怀，故待后恩礼颇俭云。夫古圣后贤妃多矣，然容与德皆极美而幽废者，惟汉张皇后一人。但赋性柔愿，才略稍短耳。於戏！坤道以静为体，以有德而无才为正，此后之所以为至德欤？”
张嫣每次跟随母亲
鲁元公主出入宫中，她的外祖父汉高祖
刘邦就让
戚夫人抱着她，并对戚夫人说：“你虽然美丽高雅，世上无人能及，但此女十年以后，绝非是你所比的。”
张嫣死后
入殓时，宫女们替她
净身时惊人地发现，张嫣至死竟然冰清玉洁，依然保持处子之身。消息不胫而走，天下的臣民无不怀念怜惜她。于是纷纷为她立庙，定时享祭，尊她为花神，为她立的庙便称为“花神庙”。
《汉宫春色》载：（孝惠皇后张嫣）年数几，有异人相之曰：“此大贵人也。”张敖问其故，异人曰：“昔楚汉之际，有仙女张丽英者，居豫章之南，金精山下。衡山王吴芮闻其美，将聘为妃。仪从至山下，丽英忽升山顶，谓其人曰：‘我至此不得复下，当为我鉴磴通道。’王乃发卒治道。道既通，则丽英不复见，已飞升矣。丽英飞升之后，上帝以汉室将有大变，特令降生人世，以扶汉室。且其尘缘未断，使之再受磨折，劫尽则复升仙矣。”言毕，异人忽不见。敖使人至豫章访之，果有其事，并有仙女庙云，因别字女曰“丽英”。