Al suo debutto internazionale, all'età di quattordici anni, Zhang Yufei ha sconfitto nei 200m farfalla, durante la tappa di Coppa del Mondo 2012 che si è svolta a Pechino, la campionessa olimpica di Liu Zige. Ha preso parte ai Giochi olimpici giovanili di Nanchino 2014 vincendo complessivamente tre medaglie d'oro in staffetta e due argenti nei 100m farfalla e nei 200m farfalla. A dicembre dello stesso ha disputato i Mondiali in vasca corta di Doha ottenendo la medaglia di bronzo nei 400m stile libero.