二零零八年，她参演了一部聚焦护士群体情感世界的电视剧《美丽的事》，并在其中成功塑造了铁木菊这一角色。两年后的二零一零年七月，一部军旅题材剧集《一路格桑花》于中央电视台播出，她在剧中担纲女二号，饰演了善良且意志坚定的新闻系女大学生安宁。这个角色为了追寻个人理想与事业抱负，毅然踏上了条件艰苦的川藏公路；值得一提的是，演员在拍摄期间同样需要努力克服高原反应带来的身体不适。二零一一年九月，她与知名演员柳云龙、张嘉译联袂主演了悬疑谍战剧《告密者》，扮演了那位初出茅庐、心思单纯却充满干劲的革命工作者应山红，其生动自然的表演赢得了不少观众的认可与好评；同年十二月，她又出现在一部以赛车为背景的电影《赛车传奇》中，饰演赛车手吴嘉乐的女友小艾，这是一个在困境中始终对爱人不离不弃的深情角色。进入二零一二年，她在由陈思成、佟丽娅领衔主演的都市爱情剧《北京爱情故事》里出演了活泼开朗的苗苗一角；此后不久，她又在公益题材电影《请别抛弃我》中扮演了海归记者程然，这位起初心高气傲的记者在深入采访自闭症儿童的过程中，内心受到了深深的触动与洗礼。二零一三年一月，她与方力申、周秀娜合作，共同出演了一部古装动作剧《唐朝浪漫英雄》，饰演女飞鹰杨碧塘，其身份是皇家蹋鞠队的总教头，剧中她不仅塑造了一个冷酷飒爽的侠女形象，还大胆尝试了女扮男装的造型；同年三月，她在爱情喜剧电影《囧人之越挠越痒》中饰演刘畊宏的女友，角色在遭遇绑架后依然义无反顾地奔向自己的爱情，展现了为爱勇敢的一面。直至二零二二年八月二十二日，由她主演的电影《欲望迷宫》正式播出，为其演艺履历增添了新的一笔。
二零一一年七月二十八日，演员张溪芸应邀出席了由《Ceci姐妹科学》《青年周末AIRTIME》所发起并主办的“亚洲新青年成长计划”公益活动。该计划旨在关注与促进亚洲地区青年的全面发展，获得了北京青少年发展基金会的官方认可与大力支持。鉴于张溪芸在活动中的积极参与及对公益事业的突出贡献，主办方特别授予她“公益爱心大使”荣誉称号及奖项。