2005年，出演华裔导演崔磊执导科幻动作电影《未来》正式进入演艺圈。2006年，自导自演微电影《天亮就分手》。2007年，出演侯咏执导古装剧《卧薪尝胆》；同年，与黄晓明、孙俪合作出演民国剧《新上海滩》；此外，还出演了文艺电影《爱是一杆温暖的枪》。2009年，与梁冠华、张子健等合作出演由钱雁秋执导的古装剧《神探狄仁杰》。

2011年，与刘德华、谢霆锋、范冰冰共同出演由陈木胜执导的动作电影《新少林寺》。2012年，与陶建萍、路占春合作主演喜剧微电影《一石二笑》。

2013年，与陈龙、六小龄童、李彩桦共同出演动作剧《新燕子李三》。2014年，出演由倪伟执导的刑警剧《酒城警事》；同年，与谢珊、郑子好联合出演由真人真事改编的情感微电影《奇迹宝宝》。2015年，出演由艾和平执导的公益电影《盲夏》。

2016年2月，出演由艾和平执导剧情电影《酒香》；5月，出演由唐帅执导的微电影《覆舟记》；10月，自导自演励志电影《我的阿爹阿妈》，该片以倒叙的方式讲述一对先天就残疾的农民夫妇培养一个优秀儿子的励志感人故事；10月25日，参加综艺节目《下一站幸福》；11月，与王韦智、刘之冰、苗海忠等共同出演以护国战争期间青年朱德在泸州的经历为主线的革命剧《铁血护国之青年朱德》，在剧中饰演外表看起来凶悍但说起话来却带点结巴的栗木。

2017年3月，主演喜剧动作电影《两个瓶子》；9月，与谢潇勇合作主演惊悚电影《致命皮卡之九岭十三弯》，饰演正面人物萧巍；10月，担任制片人的惊悚动作电影《致命皮卡之九岭十三弯》开机；同年，与蔡子彤合作主演励志电影《至死不渝》。

2018年，执导并携手蔡子彤联合主演励志电影《龙之魂》；同年，与夏雨、乔振宇合作出演由五百执导的悬疑剧《古董局中局》，在片中饰演香港工人；接着，与刘冬沁、袁文康、陈梦瑶联合出演由吴强执导的青春悬疑剧《你是我的英雄》，在片中饰演文艺青年；此外，还与黄渤合作出演由乌尔善执导的神话电影《封神三部曲》。

2019年，担任制片兼出演动作电影《功夫china》，在片中饰演梁家仁身边的贴身红人。2019年12月，出演青春校园电影《青春流淌过时光河》并担任制片人。

2020年1月22日，担任导演兼主演的励志电影《龙之魂》上映，以“予式”无厘头喜剧致敬偶像周星驰。5月，执导正能量主旋律电影《龙谷山》，影片讲述硕士生女孩秀怡从贫困山区走出来，又回到山区从事扶贫工作，用生命诠释了她的初心与使命，30岁的生命被永远定格在扶贫路上的故事。8月，执导并出演正能量公益电影《小子真棒》在广东韶关拍摄顺利杀青，影片是一部反映农村留守儿童现状的公益电影，以励志为主线，展现了少年对幸福生活的向往、对志愿者和家人无私奉献的赞美。9月，张嘉予挥毫献墨为音乐人卢嘉森新歌《空》题写歌名予以鼓励和祝福，配以“春花”、“秋月”、“夏日”、“冬雪”并阐述空并不是真的无，而是一种存在，得用空这种存在填满自己。

10月，张嘉予出演公益电影《包装明星》在广西南宁拍摄杀青，影片讲述一个农村家庭的孩子李威龙为梦想奋斗，克服困难，最终获得成功的故事。

2021年4月，张嘉予担任编剧并执导的喜剧电影《筑梦乐队》在四川南充开机拍摄，影片将延续张嘉予小人物大梦想善行天下的正能量风格。影片由朝政担任监制，张嘉予、张洪铭、卢泽渊执导，著名演员方青卓、著名演员杜玉明、周星驰御用演员黄一山、著名歌手演员雷启飞，著名演员彭波、香港著名演员曹查理等各路艺人强强联手打造2021最有艺术性的电影。6月1日，由张嘉予执导、蔡德姮、陈卓主演的爱情喜剧电影《爱情鹤顶红》在广东电白拍摄顺利杀青。