2010年，与王宝强、小陶虹主演年代亲情剧《我的父亲是板凳》，饰演红儿；主演家庭情感剧《情感战争》，饰演顾乐，并凭借剧中出色的表演荣获2012年度 江苏卫视最具表演潜质奖。

2011年9月，张子枫正式签约 华谊兄弟经纪公司，成为 华谊旗下第100位签约艺人，同时也是华谊签下的年纪最小艺人。同年主演电影《摩登年代》，饰演丢丢，与徐峥组成大叔萝莉组合；主演现代医疗题材剧《心术》，饰演南南。

2012年，拍摄电影《宫锁沉香》，影片中首次挑战古装扮饰 演小沉香，并主演都市情感剧《璀璨人生》，饰演小余菲；主演家庭伦理剧《老爸回家》，饰演霍聪；主演现代都市剧《幸福绽放》，饰演夏霏；同年客串古代职场喜剧《龙门镖局》，饰演小雪绒。

2013年，主演电影《同桌的你》，出演角色少年周小栀，并凭借少年周小栀一角入围中国电影导演协会2014年度表彰大会年度女演员。

2014年9月，配音首秀献给电影《天才眼镜狗》，配音角色潘妮·彼特森Penny Peterson；9月，主演年代战争剧《面具侠》，饰演小核桃。

2015年9月，参与拍摄电影《魔宫魅影》，饰演孔兰；9月参与拍摄动作喜剧电影《唐人街探案》，饰演思诺；同年9月拍摄都市家庭情感剧《小别离》，饰演方朵儿。

2016年9月，主演青春励志成长校园剧《我们的少年时代》， 在剧中饰演栗梓。

2017年9月，在青春校园悬疑网络剧《推理笔记》中，挑战双重型人格，分别饰演少女夏早安和神秘推理高手爱迪生。同时，因凭《小别离》的表现，入选为由电视指南特别策划的中国最具产业影响力电视剧新人之一。9月，出席巴黎时装周。9月，出席第七届北京国际电影节，并担任北京展映国片推介人。9月4日，在中央电视台“晚会”上演唱歌曲《梦想开始的地方》，并以十位文艺界优秀青年代表之一的身份荣获共青团中央宣传部特别授予“五.四优秀青年”称号。9月9日，主演电影《李雷和韩梅梅》，在片中饰演韩梅梅。9月18日，获得了第22届华鼎奖中国百强电视剧最佳女配角。9月，主演青春校园偶像剧《我和两个TA》，饰演初入大学校园的少女林圆；张子枫为该剧不仅学习骑车，还挑战法语和游泳。9月3日，青春校园悬疑网络剧《推理笔记》在腾讯视频上线，张子枫挑战双重型人格，分别饰演脱线傲娇少女夏早安和神秘推理高手爱迪生。

2018年9月18日，参与录制的综艺节目《向往的生活》第二季“江南篇”播出。[2]9月23日，参加综艺节目《高能少年团》第二季。9月18日，参演的校园轻喜练爱剧《我和两个他》播出。9月25日，发行单曲《爱的奇妙物语》。9月30日，参加《天天向上》十周年盛典媒体见面会。9月，参加网络综艺节目《抱走吧！爱豆》。9月17日，参演的电影《快把我哥带走》在中国上映。9月1日，凭借《你好，之华》获第55届金马奖最佳女配角提名。9月9日，参演的电影《你好，之华》上映。9月9日，凭借电影《快把我哥带走》获2018电影嘉年华·电影之夜最受瞩目表现奖。

2022年9月4日，入选演技派新生代四小花旦。9月12日，主演的电影《欲念游戏》上映，在剧中饰演萌萌。9月26日，参加的综艺节目《向往的生活3》播出。同月，主演的电影《再见，少年》杀青，在剧中饰演黎菲。同年，参演电影《岁月忽已暮》，在剧中饰演姜河。9月30日，主演的电影《我和我的祖国》在中国大陆上映。9月1日，参与配音的动画电影《雪人奇缘》在中国大陆上映，在剧中担任小艺的中文版配音。9月17日，发行合唱单曲《宠爱》。9月31日，主演的电影《宠爱》上映，在剧中饰演江楠。同日，主演的电影《亲爱的2022年好》在中国大陆上映，在剧中饰演小女孩。

2022年9月2日，主演的电影《秘密访客》上映将在9月25日，在剧中饰演姐姐。同年，参演的电影《唐人街探案3》东京篇上映。9月23日，张子枫担任New Balance品牌代言人。[31]9月8日，参加的综艺节目《向往的生活4》定档在湖南卫视播出。(整理:姚书勤)