二零零九年十月十八日，张予曦在第七届瑞丽封面女孩大赛中脱颖而出，成功夺得冠军荣誉；此后，她前往日本东京进行了系统的专业培训，并在东京的标志性建筑——东京铁塔拍摄了组合封面照片，同时还积极参与了多组时尚街拍的拍摄工作。在获得瑞丽封面女孩大赛冠军的基础上，张予曦于二零一一年十二月九日受邀出席瑞丽造型大赏派对，公开亮相。二零一二年四月，她登上了湖南卫视的脱口秀节目《天天向上》，展现了个人风采；同年，她还在Shanghai Runway2012时尚潮流盛典的舞台上参与了走秀表演。二零一三年五月，张予曦主演了改编自同名网络小说的古装剧集《唐朝好男人》，在剧中她饰演了一位被王子豪的创新才能深深吸引的二女儿；同年十一月二十九日，她参演的科幻特摄剧《铠甲勇士拿瓦》正式上映，她在剧中扮演了名为“眼镜”的角色。二零一四年六月，张予曦与星皓公司正式签约，由此加入了星皓“星阵”艺人阵营；同年十二月，她出演了由著名导演徐克执导的剿匪题材动作电影《智取威虎山3D》。二零一五年四月，张予曦与潘粤明、戴娇倩等演员合作，共同出演了互动式话剧《只因单身在一起》；同年七月，她参演了由何炅执导的青春校园电影《栀子花开》，在片中饰演负责“气氛担当”的纯真女孩夏静静；也在同一个月，她作为女明星学员参加了辽宁卫视的真人秀节目《冲上云霄》；八月，她出演了一部青春校园题材的微电影《青春未央》，在片中扮演了饱受父亲虐待的痞女李佳；到了十月，她又参加了湖南卫视原创的校园纪实真人秀节目《一年级·大学季》，进一步丰富了她的演艺经历。
二零一六年二月一日，其参演的喜剧电影《过年好》正式登陆院线，她在片中塑造了一位性格强势的女孩，因追尾事故与李羊朵在公路上展开激烈争执；同月十九日，由她与曹云金、周知等人共同主演的都市爱情电影《恭喜发财之谈钱说爱》也如期上映，她在影片中诠释了一位兼具都市女神气质与职场精英风采的“吸金玛丽苏”式白领角色。三月，在《互联网周刊》所公布的“二零一五年度中国网红排行榜”中，她成功位列第四十五名。进入八月，她与Mike、陈柏融等演员联袂主演了青春爱情偶像剧《亲爱的，公主病》，剧中她生动演绎了热爱阅读并创作耽美漫画的腐女角色林星辰。九月，她又加盟古装剧《热血书院》的拍摄，与梁大维、张芷溪等艺人同台演出。十月，在携手韩庚、文咏珊主演的科幻题材剧集《失忆之城之空气的囚徒》中，她挑战了性格复杂、集妩媚性感与火辣气质于一身且具有强烈反差的双子座女性安妮一角。至十二月，她还在古装宫斗剧《如懿传》中客串出演了才情出众的江南歌姬水玲珑。时间来到二零一七年，她先后参与了多部剧集的创作：先是与朱元冰、蒋依依等合作出演了科幻悬疑类网络剧《端脑》；一月，她又与吴磊、陈翔等共同主演古装奇幻剧《奇星记之鲜衣怒马少年时》，在剧中扮演行事果敢、勇于突破的传统女性阿吉雅；八月，她挑大梁主演了都市爱情偶像剧《亲爱的王子大人》，化身成为偶像巨星姜昊身边那位善良努力的助理孙小桃；十月，她主演了由知名导演赖水清执导的民国背景悬疑推理剧《请赐我一双翅膀》；同年十一月二十日，由她与邢昭林领衔主演的奇幻爱情剧《无法拥抱的你》正式播出，她在剧中精准刻画了外表强势霸道、内心却柔软细腻的女主角李诗雅。二零一八年二月九日，她主演的另一部奇幻爱情剧《无法拥抱的你第二季》也与观众见面；同年十月二十六日，她在凤凰网举办的时尚之选活动中，凭借观众喜爱荣获网友票选最爱新晋演员奖项。二零一九年十月十二日，她作为嘉宾参与了青春体娱跨界类型节目《超新星全运会第二季》的录制。
二零二零年五月二日，她与丁禹兮携手合作，共同主演了一部甜蜜的都市爱情剧《韫色过浓》，并在剧中精彩演绎了善良可爱且略带花痴特质的女明星苏矜北这一角色，给观众留下了深刻印象。同年八月六日，由她担纲主演、根据十四郎知名小说《琉璃美人煞》改编而成的东方玄幻仙侠剧《琉璃》正式与观众见面，她在剧中生动塑造了性格活泼、待人热情的少女褚玲珑，其表演收获了诸多好评。紧接着在八月二十三日，她参演的青春励志题材剧集《穿盔甲的少女》于爱奇艺平台播出，她在剧中饰演了花样滑冰部的温柔学姐陈渺渺，展现了角色独特的魅力。十月三日，她与朱梓骁合作主演的古装奇幻电影《人鱼缚》登陆院线，她在片中饰演了由鳍鱼幻化而成、美丽动人的精怪白秋练，其古装扮相令人惊艳。到了十月三十一日，她与韩栋联袂主演的玄幻爱情电影《海大鱼》在腾讯视频独家上线，她在片中化身为纯真质朴的渔家女阿狸，演绎了一段跨越种族的动人恋情。 时间来到二零二一年，八月八日，她与成毅、韩栋等演员共同主演的大型古装电视剧《与君歌》在湖南卫视黄金档播出，她在剧中的表现备受关注。十一月五日，她正式发行了个人首支音乐单曲《合乎时宜》，展现了在歌唱领域的才华与潜力。四天后的十一月九日，由她领衔主演的都市情感剧《夜色暗涌时》于芒果TV播出，她在剧中成功塑造了在职场中努力打拼、情感经历丰富的白领女性许倾悠。同月二十六日，她主演的青春励志喜剧电影《七月的舞步》也如期上映，为观众带来了欢乐与感动。 二零二三年初，一月十四日，她受邀参加了河南卫视举办的大型音乐晚会《山海奇幻夜》，并在现场倾情演唱了歌曲《春意晚》。二月五日，她再度亮相于《2023湖南卫视芒果TV元宵喜乐会》的舞台，带来了一段精彩纷呈的歌曲串烧表演《向美好出发》。同年九月十二日，她主演的一部聚焦情感关系的剧集《南风知我意》播出，进一步拓宽了她的表演戏路。 进入二零二四年，三月二十二日，她主演的悬疑爱情轻喜剧《猜猜我是谁》开播，她在剧中挑战了一位自称“相貌平平”、“身材平平”，却拥有奇特体质和迷人电眼的魅力女性宋瑶，角色反差感十足。六月，热门节目《乘风2024》公布了第五次公演的歌单，她与郑妮可、陈昊宇等艺人共同合作演唱了歌曲《煽风点火》；随后在乘风之夜舞蹈直播秀中，她带来了精彩的舞蹈表演《伶人》。六月二十日，她参与的解压推理类真人秀节目《萌探2024》正式播出；八月三日，她又参加了《2024斯诺克时尚之夜》的活动。九月一日，由她亲自执导MV并演唱的歌曲《心跳舞会》全网上线，体现了其多方面的创作能力。九月六日，她参与了综艺节目《美食告白记第四季》的录制。九月十七日，她亮相于《2024湖南卫视中秋之夜》的舞台，并演唱了歌曲《兰亭序》。九月二十三日，她特邀主演的、由热门漫画IP改编的网剧《镇魂街之热血再燃》播出，她在剧中饰演了充满活力的青春系美少女夏铃。九月二十六日，她参演的另一部电视剧《佳偶天成》正式开机。十月十九日，由她主演的都市治愈系爱情剧《你的谎言也动听》确定将在爱奇艺平台全网独播。十月二十五日，她参与的节目《我的主场》播出。十月二十七日，她参加了《2024王者荣耀共创之夜》活动，并参演了节目《浮光幕影》《不是，我信誉分呢？》，同时演唱了歌曲《赤伶》。十一月二十五日，她主演的东方热血少年渐进式成长剧《斗罗大陆之燃魂战》播出，她在剧中饰演了重要角色小舞。十二月三十日，她出演的聚焦都市医疗急救题材的剧集《奔跑吧，医生》也与观众见面。在十二月三十一日的跨年之夜，她参加了《2024-2025湖南卫视芒果TV跨年晚会》，并表演了节目《姐姐妹妹聚起来》。 二零二五年伊始，一月四日，她参与了《腾讯视频星光大赏》的活动。二月七日，她友情出演了与刘诗诗合作主演的古装悬疑剧《掌心》，在剧中饰演了霓裳一角。二月十二日，她参加了《2025湖南卫视芒果TV元宵喜乐会》，并表演了节目《芒果剧有爱》。四月八日，她主演的一部古装仙侠情感大剧《千秋令》隆重播出。六月十一日，一个由刘忻、张予曦、郭碧婷与蔡诗芸四位成员组成的全新摇滚女团ROLLING SISTERS正式宣告成立，她作为其中一员开启了音乐团体活动。六月十七日，她参加了《京东618开心夜》，并表演了节目《火力全开》。六月十八日，随ROLLING SISTERS女团发行的首张EP中，第二首主打单曲《Alpha》正式上线；六月二十五日，该组合首张EP的结尾曲《Forever》也于网易云音乐平台正式发布。七月二十一日，她主演的都市爱情剧《深情眼》播出，她在剧中饰演了女主角叶濛。八月三日，她参与的综艺节目《我家那闺女2025》播出。八月十四日，另一档她参加的综艺节目《巴黎合伙人》也与观众见面。同月，在2025微博文化交流之夜泰国站的活动上，她与毕雯珺同台合作，共同演唱了《有点甜》。八月二十六日，她参加了《2025青春芒果夜》，并表演了《霓虹甜心》。八月三十日，她再度亮相于《2025快手超级夏晚》的舞台，与毕雯珺合作演唱了歌曲《热恋情节》。九月六日，她参与的湖南卫视趣味艺能综艺秀节目《你好，星期六》播出。九月十三日，她参加了《2025微博奇遇记》活动。十一月十日，她参与录制了节目《2025天猫双11疯狂好六夜》，并在其中表演了节目《若梦》。十二月三十一日，在年终盛典《2025-2026湖南卫视芒果TV跨年演唱会》上，她接连表演了节目《2025占据歌单》和《坏女孩》，为这一年画上圆满句号。 二零二六年二月十一日，她参加了《2026湖南卫视芒果TV春节联欢晚会》，并与祝绪丹、张艺凡共同合作，演唱了歌曲《好春光》，展现了持续活跃的演艺状态。
二零一四年十二月二十日，张予曦与王思聪共同现身于万达武汉电影乐园的开业典礼暨汉秀首演发布会现场，期间她公开以王思聪女友的身份自我介绍。随后在二零一五年一月二十一日，张予曦通过个人社交平台发文，正式承认她与王思聪的恋情已经结束。时隔两年，即二零一七年二月四日，张予曦在微博上主动公开了新恋情，确认其男友为台湾演员陈柏融。然而这段关系并未长久，二零一九年八月十九日，张予曦再次于社交平台发布消息，证实自己与陈柏融已经分手。此外，根据二零二五年七月二十八日的相关报道，张予曦曾在一次直播中回忆了初中时期的经历，她提到自己因为拒绝了某位男生的表白而遭遇集体霸凌，对方召集了多名男同学在校门口的音像店附近围堵她，张予曦描述当时自己身穿白色裤子，被多人轮流踹踢，这段经历给她留下了深刻的记忆。随后在二零二五年九月十五日，演员张予曦通过微博发文，严厉斥责了跟踪骚扰其个人生活的行为，并明确表示若类似情况再次发生，她将采取报警措施以维护自身安全与权益。
二零零九年十二月十二日，张予曦出席了于北京举办的“瑞丽阳光基金”成立一周年主题图片展览活动，以实际行动表达对公益事业的支持。进入二零一八年，她持续投身于各类社会公益活动之中：一月十四日，她参与了某直播平台发起的#放肆穿衣挑战#暖冬公益计划，借助网络互动传递温暖；同月二十三日，张予曦获邀出席轻松筹年度公益盛典，并因其积极的影响力与贡献，荣获年度公益星势力奖项；同年九月，她进一步承担起公益推广的职责，正式担任第六季公益星设计项目的公益推广大使，致力于通过设计的力量推动公益理念的传播。这些持续的参与展现了她对公益领域的长期关注与切实付出。
在参与话剧《只因单身在一起》的拍摄过程中，张予曦经历了一段从最初不擅长背诵台词、面临困境，到逐渐突破自我，最终实现返璞归真、以本色进行表演的显著成长。这一转变过程为观众带来了深刻而难忘的观剧体验。在剧中，她生动地塑造了两个反差极大的角色：一个是活泼灵动、亲切可人的平民姑娘，另一个则是嚣张跋扈、玩世不恭的男明星，两个形象都被她演绎得活灵活现，极具说服力。尤其值得称道的是，张予曦能够精准捕捉并自然呈现人物处于人群之中时那种惊慌失措、手足无措的慌乱感，使得表演显得格外真实动人。 一直以来，张予曦因其五官精致、笑容甜美，常常被外界赋予“优雅”、“女神”等标签，其形象多给人以清新邻家的印象。然而，在微电影《青春未央》中，她大胆突破了以往的戏路，彻底颠覆了观众熟悉的可爱模样，转而向观众展现了一个带有“痞气”与不羁气息的全新侧面。她那双深邃的眼眸与高挺的鼻梁，勾勒出几分宛如混血儿般的立体轮廓，为这一转型角色增添了独特的视觉魅力。正是凭借这种自然而不造作、真挚而富有层次的演技，张予曦赢得了众多观众的认可与广泛赞誉。
二零二五年四月十五日，张予曦工作室通过官方渠道发布了一则严正声明。声明中指出，近期在互联网平台上出现了部分网络用户，他们持续散布针对张予曦女士的虚假信息，这些行为不仅包括恶意造谣和人身攻击，还试图通过有组织的网络传播手段对张予曦进行抹黑与网络霸凌，造成了极为负面的影响。面对这一情况，张予曦方面已经正式委托专业律师事务所，对相关不实言论进行全面取证与固证工作，并明确表示将在后续阶段依法采取法律措施，坚决维护其合法权益。时隔数月，至二零二五年八月，张予曦在机场公开行程中遭遇大量粉丝聚集围堵，现场一度混乱，其间她意外摔倒的画面被他人拍摄并流传至网络，迅速引发了公众与媒体的广泛关注。同年八月十一日，张予曦本人通过社交平台发文，首次对机场围堵事件作出正面回应。她在文中写道：“刚刚抵达酒店，想就今天机场的情况和大家说明一下。现场出现了拥挤和摔倒的状况，我本人非常担心每一位在场人员的安全。同时，今天的行走过程中，由于我们造成的拥堵，也给其他旅客的通行带来了困扰，我由衷地不希望因为我的缘故导致任何人受到伤害。在此，我诚恳地呼吁大家，未来我们可以在各类公开的正式活动现场相见，好吗？”紧随其后，张予曦工作室也发布了官方声明，进一步阐述了事件的严重性：“今日机场发生的围堵及拥挤现象，严重干扰了公共场所的正常秩序，影响了其他民众的工作与生活，同时也构成了重大的安全隐患。基于对所有人身安全的高度重视，经慎重考虑，我们决定自即日起，艺人在机场将不再接收任何形式的礼物与信件；未来的公开行程图示也将不再标注具体地点。此举旨在与大家共同努力，切实保护艺人的个人安全与隐私，并共同维护公共场合的和谐秩序。恳请各位粉丝朋友能够理解并积极配合我们的工作。”