二零一二年，这位演员在李炎导演的网络剧《东北往事》中担任主演，饰演了角色“小北京”，由此开启了他的演艺生涯。次年，他参演了由文章执导并联合马伊琍、朱佳煜、王耀庆等共同主演的都市情感剧《小爸爸》，在剧中诠释了李三弟这一人物；同年十月，他又加入了沈严与刘海波联合执导的电视剧《失婚男女》的拍摄，成功塑造了都市暖男杨小海的形象。二零一五年，他出演了都市爱情轻喜剧《别让爱你的人等太久》，在剧中扮演了李谷阳一角。进入二零一六年，他参与了丁黑导演的电视剧《大秦帝国之崛起》的演出，饰演赢悝，该剧于次年登陆央视一套进行了首播。二零一七年，他出演了一部年代谍战剧《脱身》，在剧中挑战了拥有双重身份的科长楚育飞，其表演获得了关注。 二零一九年十一月二十二日，他与周峻纬、何晟铭、蒲巴甲合作主演的爱情悬疑剧《漫长的告别》正式播出；同年，他还参演了由乌尔善执导的系列电影《封神三部曲》，在片中饰演飞廉；此外，他也参与了刘奋斗执导的喜剧电影《来都来了》的拍摄，在片中与黄璐搭档，饰演了名为干虾的角色。二零二零年，他出演的现实题材红色传奇剧《新世界》播出，他在剧中饰演警察马天放；同年，他还参演了由柯汶利、戴墨、姚文逸、来牧宽四位导演联合执导的网络剧《唐人街探案》，在剧中饰演坤塔。 二零二一年，他出演了悬疑罪案题材的网络剧《逆光者》，饰演林瑞鲷；同年，他主演了一部军旅剧《我爱轰炸机》，在剧中化身为飞行员教官赵立勇；此外，他还主演了一部古装国学喜剧《月落书院》，在剧中饰演院长易名思。二零二二年六月，他主演了由徐兵执导的年代传奇剧《欢颜》；同年十一月，他出演的电视剧《欢颜》发布了预告片。 二零二三年七月，他出演的年代浪漫公路剧《欢颜》在腾讯视频播出，他在剧中再次饰演了马天放一角；七月二十日，他参演的电影《封神第一部：朝歌风云》上映，他在片中再度饰演了飞廉；九月，他与王景春、蒋奇明、杨采钰合作，出演了由张荣吉执导的悬疑剧《天坑》，在剧中饰演徐骁；十一月，他与秦昊、韩庚合作，出演了由陆川执导的网络剧《岁月追寻》，在剧中饰演刘广才。 二零二四年一月二十五日，他参演了由王新军执导，蒋龙、史策领衔主演的抗战剧《狗剩快跑》，在剧中饰演苗春来；同年一月，他还与许凯、田曦薇合作，出演了侣皓吉吉执导的古装奇谭剧《子夜归》，在剧中饰演徐鸾；同年，他与王阳、万茜合作，出演了张永新执导的电视剧《八千里路云和月》，饰演于远生；同年十二月二十六日，他参演的电视剧《风中的火焰》播出。 二零二五年三月二十五日，他参演的电视剧《棋士》播出；四月十八日，他出演的电视剧《借命而生》播出；五月十日，他主演的电视剧《我记得你的温度》播出。六月十九日，他参演的电影《死亡之窟之烛阴古城》播出。六月三十日，他参演的电视剧《亲爱的你》播出；七月二十六日，他参演的电视剧《华山论剑》播出。
张晶伟拥有一种极为独特的气质，其亦正亦邪的外在形象赋予了他在表演上极强的可塑性。在电视剧《欢颜》中，他饰演的马天放一角心思缜密且极其善于伪装，张晶伟通过精准的演绎，将一位忠于自身信仰、坚守任务职责、对工作充满责任心的人物形象刻画得入木三分，其出色的执行力更是让许多同为打工人的观众深感共鸣，不禁为之唏嘘感叹。而在另一部电视剧《狗剩快跑》里，他所扮演的苗春来则展现了角色从前期到后期心理上的复杂转变以及情绪上的激烈爆发，这种极具张力的表演与他在《欢颜》中的角色诠释形成了巨大的反差，给广大观众留下了难以磨灭的深刻印象。在投身每一部作品的拍摄之前，张晶伟都会从角色定位入手，深入进行二度创作，反复推敲和打磨每一个细节，最终在荧屏上呈现出来的效果足以证明，他是一位表演细腻深刻、善于诠释角色内心情感世界的演员，总是能够自然而然地牵引观众的情绪，引发强烈的共情。