Zhang Zhilei tiene tres derrotas contra tres oponentes en su carrera de boxeo. Para una lista de las mejores peleas de Zhilei, consulta "Mejores peleas de Zhang Zhilei".
El 22 de febrero de 2025 Zhang Zhilei se enfrentó a Agit Kabayel en un combate de completo titulado por el título CMB. Zhilei tenía 41 años y un récord de 27-3-1 (22), y Kabayel tenía 32 años y un récord de 25-0 (17). Zhilei perdió la pelea por asalto 6º KO.
El 8 de marzo de 2024 Zhang Zhilei se enfrentó a Joseph Parker en un combate de completo titulado por el título OMB. Zhilei tenía 40 años y un récord de 26-2-1 (21), y Parker tenía 32 años y un récord de 34-3 (23). Zhilei perdió la pelea por asalto 12º decisión mayoritaria y perdió el título OMB.
El 20 de agosto de 2022 Zhang Zhilei se enfrentó a Filip Hrgović en un combate de completo a la edad de 39. Él entró con un récord de 24-1-1 (19), y Hrgović tenía 30 años y un récord de 14-0 (12). Zhilei perdió la pelea por asalto 12º decisión unánime.
