中学毕业后，17岁的张晓兰考入四川大学物理系；在校期间，即加入中国共产党；1986年大学毕业后，继续在川大攻读激光物理专业研究生；并于1989年 获理学硕士学位。1989年7月，被分配到四川省重庆光学机械研究所，任助理工程师；仅半年后，被借调到四川省重庆市科委政治处工作，开启从政之路。

　　自1990年起，张晓兰曾长期在四川省重庆市高新开发区工作。1998年，在重庆升格为直辖市后，张晓兰出任新成立的重庆高新技术产业开发区管委会主任助理兼招商局局长；1999年6月升任管委会副主任，2001年12月起兼任重庆高科（集团）有限公司总经理。

　　张晓兰是重庆高新区创办者之一，曾为促进重庆高新区的大发展立下了汗马功劳，使重庆高新区在全国53个高新区中位居第18位。

　　2003年7月，张晓兰调入共青团中央，任团中央书记处书记；后又兼任全国青联副主席、全国少工委常务副主任等职。在2008年6月召开的第十六次全国团 代会上，张晓兰未获连任；外界评论，这是即将履任地方的迹象。果然，在团中央工作五年后，张晓兰于2008年7月被任命为甘肃省副省长兼省政法委副书记， 时年43岁；而她在全国青联和全国少工委的兼职，一直保留到了2009年2月。

　　2011年9月起，张晓兰出任甘肃省副省长兼庆阳市委书记。当时有评论分析甘肃省委这一任职决定，其意有二：

　　一、加速庆阳地区的发展，加强甘肃省委省政府对庆阳的领导。二、历练和培养张晓兰。在其履职经历中，张晓 兰明显缺乏地市级党政负责人的工作历练。此次张晓兰兼任庆阳市委书记，无疑补足了这一缺失，丰富了其任职经历，为其日后的擢升打好基础。

　　由此观察，在不久的将来，张晓兰必将与其曾在团中央的同事赵勇、尔肯江・吐拉洪、杨岳和胡伟一样，其未来的仕途，更是不可低估。