2002年，张子萱以平面模特身份出道，之后的九年时间张子萱主要担任《瑞丽》杂志专属模特。2011年，张子萱因在滕华涛执导的电影《失恋33天》中饰演李可而正式进军演艺圈，张子萱也凭借本片获得大众电影百花奖最佳新人和台湾电影金马奖新演员两项提名。2012年，张子萱出演了个人的首部电视剧《时尚女编辑》。2013年，张子萱又出演了都市剧《小爸爸》。2014年，张子萱出演了青春片《匆匆那年》。2015年一月卷入陈赫离婚事件，被曝插足陈赫的婚姻。与陈赫传出绯闻。