1990年出演人生第一部电影《魔表》。

1995年，主演电视剧《道北人》，饰演张建国一角 。

2009年，凭借电视剧《蜗居》中“宋思明”一角走红。

2011年，主演电视剧《借枪》，凭借熊阔海一角获得第17届白玉兰最佳男演员奖。

2013年，凭借在《浮沉》中的出色演出，获得第19届白玉兰“最佳男演员”奖 ；

同年，凭借《营盘镇警事》、《悬崖》、《心术》、《浮沉》获得第29届中国电视剧飞天奖颁奖典礼的“优秀男演员”奖。

2014年，主演都市时尚情感剧《一仆二主》，主演跨年代情感剧《爷们儿》。

10月12日，凭借电视剧《营盘镇警事》获得第27届中国电视金鹰奖“观众喜爱男演员奖”以及“最具人气男演员奖”。

2016年，主演行业医疗剧《急诊科医生》 和电影《我不是潘金莲》全国上映。

2017年，由张嘉译主演并担任艺术总监的《白鹿原》于5月10日播出 ，

同年获“中国反拐义务宣传员”称号。

2018年，凭借《美好生活》获第24届华鼎奖中国百强电视剧最佳男主角。

2019年8月20日，2019福布斯中国100名人榜发布，张嘉译排名第50。