2000年，张定涵出演个人首部电视剧《大宅门》，从而正式进入演艺圈。

2002年，在古装传奇剧《大脚马皇后》中饰演宋敬妃。

2003年，与出演古装武侠剧《杨门虎将》。

2004年，因在古装神话剧《魔界之龙珠》中饰演上官飞燕而在娱乐圈崭露头角。

2005年，出演的年代抗战剧《刀锋1937》播出。

2007年，出演亲情剧《非亲父子》。

2009年4月，出演王小康执导的家庭伦理剧《婚后三十年》。

2010年，主演年代抗战剧《断箭》。

2012年，凭借古装武侠剧《天涯明月刀》而获得更多关注。

2014年，出演古装传奇剧《武媚娘传奇》。

2016年，出演谍战剧《守卫者》。

2017年，在都市情感剧《小重逢》中饰演田天；

同年，在古装剧《东宫》中饰演张皇后，与王志飞时隔多年后再合作。

2018年，参演年代剧《一身孤注掷温柔》，饰演虞夫人。

2019年，参演话剧《真爱·梁祝》，饰演萧珊；

同年，出演电视剧《司藤》。

2020年9月，参演的电视剧《最美逆行者》播出。