张宇菲的艺术启蒙始于中国儿童电影制片厂艺术学校，在那里她系统学习了影视与戏剧表演的基础知识。此后，她进入北京101中学，专注于艺术体操的训练，这段经历进一步塑造了她的形体表现力与舞台气质。完成中学学业后，她凭借扎实的专业基础考入中央戏剧学院表演系，并进入本科一班深造，与王龙华、张翰等成为同窗，共同接受了更为严谨和全面的表演艺术教育。
二零零六年，她首次在电视剧《非法智慧》中担纲领衔主演，成功塑造了性格内向且善于深入思考的女孩桑薇这一角色；同年，她还积极参与舞台演出，在音乐剧《小床上的长毛绒猴》中展现了其多才多艺的一面；此外，也在话剧《有多少爱可以胡来》中饰演了名为真真的角色，进一步磨练了自身的表演功底。进入二零零七年，她在导演杨毅执导的家庭亲情剧《妈妈的爱》中，挑战饰演了因意外事故而双目失明的角色苗正欣，其细腻的演绎令人动容；同年，她还参与了由单联全编剧并执导的都市伦理剧《我的丑娘》，在剧中饰演了朴实善良的小芳。在二零零九年十月，她远赴江西省兴国县参与革命史诗剧《兴国，兴国！》的拍摄工作，在剧中她饰演了夏家二小姐夏冬笑，生动诠释了特定历史时期的人物命运。二零一零年，她与曹炳琨、贾青等演员共同主演了都市情感剧《温柔的背叛》（同学篇），在剧中她扮演了王奇的初恋情人与大学同学柳冰，展现了人物复杂的情感纠葛。二零一一年九月，在福州开机、由陈朱煌执导的亲情伦理励志剧《奶奶再爱我一次》中，她迎来了一次重要的表演挑战，一人分饰林雪梅与刘丽娟两个截然不同的角色，充分展示了其深厚的角色驾驭能力；同年十二月二十三日，她还受邀出席了安徽卫视联合光线传媒隆重举办的二零一一年国剧盛典。二零一二年十月，在浙江衢州开机拍摄的年代豪门剧《凤游龙门》中，她饰演了因命运捉弄而误入豪门的女性角色骆竹筠，其坎坷的经历与坚韧的性格给观众留下了深刻印象。二零一五年，她与周德华、董立范联合主演了一部喜剧电影《奔驰的大葱》，在片中她化身一位贤惠持家、温柔体贴的贤妻良母形象；同年，在李佳航、李晟主演的青春偶像喜剧《新婚公寓》中，她则颠覆形象，饰演了一位拥有女神外貌但神经大条、性格开朗的大龄剩女莎莎，其诙谐的表演带来了不少欢乐。二零一六年六月，她与李幼斌、陶慧敏等资深演员共同主演的爱国主义题材电影《天火行动》在四川绵阳正式开机，她在片中饰演了一位性格活泼、精灵古怪的报社编辑兼自由撰稿人，为影片增添了鲜活的色彩。二零一七年，她与林永健、蒋欣合作，主演了都市情感剧《凡人的品格》，在剧中她成功塑造了性格直率、自信美丽却又有些张扬跋扈的富家千金温迪，角色层次丰富。二零一九年十一月二十一日，由她主演的都市情感励志剧《乔安你好》正式与广大观众见面。二零二二年二月二十一日，她主演的都市轻喜剧《婚姻的两种猜想》在湖南卫视播出，她在剧中精准刻画了金融界女精英赵颂文的专业与个性；同年八月三十一日，她出演的另一部都市生活轻喜剧《东八区的先生们》也如期播出。二零二三年三月二十日，她特别出演的都市甜欲爱情喜剧《你好，我的对面男友》登陆荧屏；十月十五日，她参演的一部年代剧《珠江人家》播出；紧接着在十月二十六日，她出演的古装历史剧《丁宝桢》也与观众见面。进入二零二四年，其演艺活动依然活跃，六月三日，她出演的现代都市生活治愈剧《时光正好》播出；九月二十三日，她出演的都市正甜爱情轻喜剧《舍不得星星》也如期上映。同年十一月十二日，她参演的又一部电视剧《乌蒙深处》正式播出，持续为观众带来多样化的观剧体验。
在二十世纪九十年代，张宇菲因出演电视剧《渴望》与《云水间》而广为人知，成为当时备受喜爱的小童星。尽管早早成名，她始终保持着谦逊低调的作风，其优雅温婉的个人气质也一直为人们所称道。从专业院校毕业之后，张宇菲并未急于求成，而是选择在演艺道路上稳步前行，持续深耕，她的艺术实践涵盖了电影、电视剧、话剧、音乐剧以及广告等多个领域，实现了全方位的发展。尤其是在2007年从中央戏剧学院表演系完成学业后，张宇菲凭借其清新脱俗的优雅气质以及多年来不断锤炼打磨的精湛演技，陆续在多部影视作品中担纲女主角或重要女配角。其中，在央视推出的重磅剧集《兴国兴国》里，她饰演的女二号“夏冬笑”一角尤为出彩，以其生动自然的演绎深深打动了广大观众，留下了持久而深刻的荧屏印象。