1978年张艺谋北上求学之际，和曾在农村一起“插队”的肖华结婚，这也是张艺谋迄今为止公开的唯一一段婚姻。1983年，女儿张末出生。之后，张艺谋与巩俐在拍摄《红高粱》时相爱。1988年，《红高粱》在西柏林电影节上获奖，据说回国后张艺谋便找肖华谈判，之后两人离婚。
1989年，张艺谋和巩俐的感情曝光后，两人合演了《古今大战秦俑情》。在香港，张艺谋出车祸腿部骨折，住进医院，据说此事令两人在一起的心意变得更加坚定。1990年10月，巩俐公开在访问中表达了“在一起”的决心。但1995年1月在拍完《摇啊摇，摇到外婆桥》最后一个镜头后，两人正式分手，长达8年的恋情无疾而终。
2001年，巩俐的母亲首次披露了巩张分手的原因。据说，巩俐向张艺谋多次表示希望结婚，但屡次遭到张艺谋的拒绝。在拍摄《摇啊摇，摇到外婆桥》时，巩俐的二哥郑重其事地找张艺谋谈，张艺谋表示：“没考虑。”他还说：“结婚不就是一张纸吗？你为什么非得看重这张纸呢？”也有传闻说，张艺谋女儿张末认为巩俐是导致父母离婚的罪魁祸首，一直都不喜欢她。张艺谋为女儿考虑一直犹豫结婚之事。总之巩俐的心全凉了。巩俐最后决定与黄和祥结婚。