В 2008 году стал серебряным призёром Олимпиады в Пекине, уступив в финале итальянцу Роберто Каммарелле.

В 2007 и 2009 годах становился бронзовым призёром чемпионатов мира.

На Олимпиаде-2012 в Лондоне в четвертьфинале проиграл Энтони Джошуа, который впоследствии завоевал золотую медаль.

С 2014 года выступает в профессионалах.

Вплоть до 2022 года дрался с низкорейтинговыми соперниками, сколотив себе внушительный рекорд 24-0-1 (ничья была зафиксирована в поединке с Джерри Форрестом, причём Чжан трижды отправил соперника в нокдаун в начале боя).

В августе 2022 года в андеркарте реванша Усик-Джошуа, который состоялся в Саудовской Аравии, Чжилей потерпел первое поражение в профессиональной карьере. Китаец единогласным решением судей уступил хорвату Филипу Хрговичу.

В апреле 2023 года Чжан досрочно победил топового британца Джо Джойса, завоевав временный титул WBO в супертяжёлом весе. Доктор из-за гематомы на лице Джо остановил поединок в шестом раунде.

В сентябре того же года в реванше уже в третьем раунде вновь нокаутировал Джойса.

В марте 2024-го решением большинства судей уступил Джозефу Паркеру, дважды по ходу поединка отправив соперника в нокдаун.

1 июня 2024 года в пятом раунде нокаутировал Деонтея Уайдера.