张子栋的出生地是辽宁省鞍山市，他在家乡度过了自己的童年与少年时光。其早期教育阶段先后于鞍山市的西长甸小学以及第三十七中学完成。在结束中学学业后，张子栋选择进入当地一所艺术学校进行专业学习与备考，并最终凭借在此积累的专业能力与成绩，成功通过选拔，顺利考入位于北京的中央戏剧学院，由此开启了他在表演艺术领域的深造之路。
二零一零年年初，张子栋与张一鸣、崔志佳、乔杉、修睿等人共同组建了“爱笑兄弟”组合，随后他们一起以表演嘉宾的身份参与了辽宁卫视播出的综艺节目《谁是主角之爱笑会议室》。就在同一年，他迎来了个人首部电影作品《决战刹马镇》，在片中他扮演了一个绰号为“偷鸡”的角色，其形象令人印象深刻——头上扎着小辫，身上穿着鲜红色的紧身裤。在《决战刹马镇》中，他再次饰演了“偷鸡”这一角色。到了二零一一年，正当张子栋凭借节目积累的人气逐渐上升之际，他却做出了一个令人意外的决定，选择退出《爱笑会议室》节目；对于这一选择，他后来解释称，退出的原因主要与当时公司的整体工作安排有关。进入二零一二年，张子栋将事业重心转向大银幕，开始全面进军电影领域，在短短一年内便接拍了多部不同类型的电影作品。其中，他先是与乔任梁、吴镇宇联手，共同主演了喜剧电影《请叫我英雄》；随后，他又与刘诗诗、胡夏合作，在爱情电影《伤心童话》中担任主演。在《请叫我英雄》中，他则挑战了“猴子”这一角色。
二零一三年，他参演了由导演黄雷执导的喜剧电影《愤怒的小孩》，在片中与音乐人马上又共同扮演了一对笨贼二人组，两人凭借一系列滑稽的互动与出人意料的遭遇，承担起了全片超过一半的笑点与欢乐氛围。同年，他还与柳岩、王宁、马丽等多位演员联袂主演了网络喜剧《香瓜七兄弟》，进一步展现了其在喜剧表演领域的活跃度与多样性。进入二零一四年，他再次投身喜剧创作，与沈腾、王琦、赵丹等人合作主演了喜剧作品《人见人爱》，并在其中生动塑造了名为闫究森的角色，给观众留下了深刻印象。同年，他还主演了一部都市励志系列剧《圆梦》，以极具个人特色的无厘头爆笑表演方式，成功诠释了一位为追逐梦想而四处奔走的小导演邱伟，其鲜活演绎让角色充满了感染力与共鸣。二零一五年，他不仅担任主演，更与徐超联合执导了网络喜剧《发明大师》，在剧中饰演一位充满奇思妙想的工程师兼发明家李居里，展现出其在表演与创作方面的双重才能。二零一七年，他参与了东方卫视的综艺节目《欢乐喜剧人第三季》，通过节目让更多观众了解到他荧幕之外的个性与魅力。二零二零年一月十七日，由杨沅翰执导的喜剧《加油吧思思》正式播出，他在其中亦有参演。同年十月二十三日，其主演的一部黑色幽默风格爱情喜剧《亿万懦夫》于腾讯视频上线播出，他在片中饰演了角色王亿万，以独特的喜剧节奏诠释了人物的多面性。紧接着在十二月三十一日，参演由常远执导的喜剧电影《温暖的抱抱》也与观众见面，他在剧中饰演了张栋栋一角，为其丰富的表演履历再添一笔。
在2021年2月26日，其作为主演参与的科幻喜剧电影《智爱2026》正式登陆院线；同年9月19日，由他主演的另一部温暖人心的治愈系喜剧电影《日常幻想指南》也在全国范围内同步公映。进入2022年，他的作品持续与观众见面：1月1日，他参演的喜剧电影《李茂扮太子》上映；紧接着在1月28日，由他领衔主演的一部充满想象力的奇幻喜剧电影《缩小人特攻队》正式播出，他在片中生动塑造了导游顾嘉这一角色；随后的4月22日，其主演的又一部喜剧电影《东北告别天团》也如期登上大银幕。时间来到2023年，1月23日，他出演的喜剧电影《东北告别天团2》选择在腾讯视频进行全网独家播映；2月3日，另一部他参与演出的电影《东北猛兽》也与观众见面；在年末的12月31日，由他领衔主演的一部电影《兄弟，请注意》于腾讯平台完成了首播。2024年，他的演艺活动依然活跃：2月9日，他参演的电影《史上最强弟子》在腾讯视频独家上线；同年7月2日，其主演的电影《抓娃娃》官方宣布调整档期，提前至7月16日在全国上映；到了7月16日，这部电影《抓娃娃》如期公映，他在剧中成功诠释了名为马大俊的角色。2025年伊始，1月3日，他以友情出演身份参与的电影《火锅艺术家》上映，并在剧中扮演了一位摄影指导；同年12月12日，由其主演的电影《鼠胆威龙》在爱奇艺平台实现了全网独播。展望2026年，他的作品线依旧排得满满当当：1月1日，他参演的电影《过家家》上映；仅隔数日，1月9日，另一部他参演的电影《极限人生》也紧随其后与观众见面；到了2月17日，他参演的电影《熊猫计划之部落奇遇记》亦如期登陆院线。
张子栋最初是通过黑龙江卫视的综艺节目《爱笑会议室》为观众所熟知，他在节目中以极具张力和近乎疯狂的表演风格，成功塑造了鲜明的个人形象，给全国众多电视观众留下了深刻而持久的记忆。此后，张子栋顺利从电视荧屏转向电影大银幕发展，他在影视作品中的表现延续并放大了其独特的喜剧特质。由于他本人天生具备极强的喜感，同时结合了经过舞台锤炼的、略带夸张的表演方式，这种个人风格与电影媒介相结合，往往能产生奇妙的化学作用，使得其参与演出的影片中，相关笑点的设计和呈现尤为突出，从而让影片的喜剧效果和爆笑程度得到了显著的提升与倍增。