在2015年，张悠然报名参加了炫锋文化旗下的蜂巢训练生海选活动，经过多轮严格而激烈的选拔，最终成功入围，成为一百位蜂巢训练生中的一员，并随之接受了为期三个月系统而全面的基础艺人培训。进入2016年3月，她与同期蜂巢训练生们共同参与了浙江卫视推出的女团养成类真人秀节目《蜜蜂少女队》，经历了该节目长达十二期的全程录制与选拔考验；随后在同年的5月28日，于《蜜蜂少女队》的总决赛舞台上，张悠然与许和琪、刘雨昕、张希雅、罗姝涵、关凯元、孔雪儿一同凭借出色表现脱颖而出，正式以七人女子演唱团体“蜜蜂少女队”的名义成功出道；紧接着在同年5月30日，组合首张EP专辑中的两支主打歌曲《棒棒》与《一起跳舞吧》的音乐录像带率先对外公开首播；到了6月15日，她随蜜蜂少女队正式推出了组合的首张EP专辑《Lady Bees》，该专辑共收录了四首歌曲，其中既包括风格复古轻快的主打歌《棒棒》，也包含了同名节奏强劲的舞曲作品《Lady bees》；同年10月，她还参与了中央电视台综艺频道CCTV-3的才艺互动类节目《我要上春晚》的录制工作。时间来到2017年2月11日，张悠然随蜜蜂少女队登上了中央电视台元宵晚会的舞台，并为观众献上了精彩的歌舞表演《正月十五闹花灯》；同年3月30日，她随组合推出了首张正式音乐专辑《GPS密封令》，专辑内容丰富，共收录了包括《你爱不爱我》、《微笑面具》等在内的八首完整歌曲以及一首伴奏曲目；在4月25日，蜜蜂少女队荣获了“最具粉丝影响力明星颁奖盛典”颁发的超新星人气女团奖项；次日4月26日，张悠然个人还推出了与曾咏熙、刘雨昕共同合唱的歌曲作品《穷得只剩音乐》；随后在6月20日，组合于“中国电影时尚影响力盛典暨ISTAR星盟时尚电影之夜”上再度收获超人气偶像团队奖；紧接着的6月21日，她们又在“MusicRadio中国TOP排行榜颁奖典礼”上荣获了年度最佳舞台演绎奖（团体）的肯定。
二零一六年六月二日，张悠然与蜜蜂少女队的其他成员一同跟随艺人任贤齐，前往内蒙古鄂尔多斯参与一项公益慈善活动。在当地的儿童低视力中心，她们亲切探访了患有先天性低视力问题的孩子们，不仅与孩子们进行了温馨的交流，还向他们赠送了精心准备的文具、生活用品等各类礼物，以此作为特别的儿童节祝福。次日，也就是同年六月三日，张悠然与团队又马不停蹄地赶往陕西省神木县栏杆堡地区，专程看望并慰问了当地的留守儿童群体，为他们带去了关怀与温暖。
张悠然以一袭精致的古典旗袍亮相，伴随着《上海滩》的悠扬旋律，生动演绎了上海往昔“老时光”里那份歌舞升平的繁华景象。她通过柔美而富有韵味的舞蹈动作，搭配上极为精致的妆容，成功营造出一种既古典优雅又隐约透露着性感魅力的独特氛围。在舞台表演中，张悠然还展示了令人惊叹的特技动作——娴熟地耍起花枪，这一幕不仅让观众感到惊艳，更融入了浓厚的复古风情，使整体演出别具一格。与此同时，张悠然与蜜蜂少女队的其他成员们在镜头前始终保持着充沛的活力与热情，而在镜头之外，她们同样展现出元气满满、积极向上的团队精神。队员们在舞蹈动作的整齐划一与音乐节奏的精准配合上，都体现了高度默契，使得整个表演流畅而和谐，进一步增强了舞台的感染力。