汉惠帝四年(前192年)十月，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，张嫣是鲁元公主(惠帝刘盈的姐姐)与宣平侯张敖之女。就这样十九岁的惠帝刘盈娶了自己的亲外甥女。刘盈对吕后的这种安排是不满的，但是不敢反抗，而张嫣从此也成为了宫廷斗争中的牺牲品。
吕后希望张嫣能生子，但由于张嫣年纪实在太小而无法怀孕。汉惠帝刘盈娶了亲外甥女之后，心里始终没有迈过去亲情的坎儿，无法逾越礼教的束缚，张嫣对于舅舅也完全没有男女之情。张嫣嫁给汉惠帝的几年之中，始终都是处女之身。汉惠帝七年(前188年)八月初，惠帝病重，皇后张嫣前去问疾。惠帝对张嫣说道：“阿嫣已经长大了，让人爱不忍舍，美貌如此之人，而未有一日夫妻之乐，这也是命吗？”十二日，惠帝崩于未奂宫，时年二十二岁，此时皇后张嫣十四岁。
惠帝死后，吕后立张嫣收养的儿子(惠帝与宫女所生)刘恭为帝，史称前少帝。吕后临朝称制，并仍称皇太后，张嫣则不称太后，世称孝惠皇后。前184年吕后废黜刘恭，并将其关于永巷中杀害。之后又立惠帝的另一子常山王刘义为帝，改名为刘弘，史称后少帝。吕后八年(前180年)七月，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，仍称孝惠皇后。
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(前163年)三月，张嫣病逝，终年四十岁，与汉惠帝合葬于安陵，谥号孝惠皇后。在她40岁病死后入殓的时候，宫女们替她净身时竟然惊奇地发现，张嫣至死都还是冰清玉洁的处女之身。天下的百姓无不怀念怜惜这位可怜的皇后，便纷纷主动为她立庙，定时享祭，并尊她为花神，为她立的庙则被称为花神庙。
