2007年，张晓晨主演的都市爱情剧《青蛙王子》在东方卫视播出，在剧中饰演酒窖初级评酒师李知晨；随后，他与洪剑涛、姜超、闫妮等人主演的爱情喜剧片《追爱总动员》上映，在片中饰演恋爱高手健豪；同年，参演话剧《红与黑》。
2008年，张晓晨出演的贺岁喜剧片《婚礼2008》上映；同年，他出演的青春励志剧《网球王子》在东方卫视播出。
2009年，张晓晨与魏晨、唐笑、于莎莎共同出演话剧版《奋斗》，在话剧中饰演个性率直的北方男生陆涛；同年，作为《新娱乐在线》的特派记者，赴洛杉矶参加第49届格莱美颁奖礼的报道。
2010年，张晓晨出演话剧《再见，我的爱人》；随后，他与林心如、杨幂等合作出演的古装剧《美人心计》在上海电视台电视剧频道首播，剧中饰演梁王刘武。
2011年，张晓晨与张涵予、王建新等合作出演的古装剧《水浒传》在浙江钱江频道播出，在剧中饰演水泊梁山三十六天罡星之一的没羽箭张清；随后，他主演的剧情片《刺杀玫瑰》在腾讯视频播出；同年，与林心如、霍建华等合作出演的古装剧《倾世皇妃》在湖南卫视播出，在剧中饰演闽国开国君主审知王子。
2012年，张晓晨与李晟、张嘉倪共同主演的都市情感剧《离爱》在厦门卫视播出，在剧中饰演医学院临床医生康纵；随后，他主演的青春偶像剧《成人记》、网易明星微电影特别篇《我的山》先后播出；同年，与刘晓庆、陈冲等共同主演古装剧《隋唐英雄》在湖南卫视金鹰独播剧场首播，在剧中饰演外号为天宝无敌大将的宇文成都。
2013年，张晓晨与周奇奇、陈宝辕合作主演的古装剧《新西厢记》在中央电视台八套播出，在剧中饰演才华出众、用情专一的张珙；随后，与何炅、付梦妮合作出演的互动喜剧《快乐ELIFE》在腾讯视频播出。
2014年，张晓晨主演的古装剧《隋唐英雄3》、《隋唐英雄4》相继播出；同年，他合主演的青春片《怒放之青春再见》、谍战剧《冷枪手》以及古装喜剧《江南四大才子》先后播出。
2015年，张晓晨与孙耀琦、余少群合作主演的古装剧《隋唐英雄之薛刚反唐》在江苏卫视播出，在剧中饰演阴险很辣的武三思；随后，与杨洋、李易峰等人共同出演的悬疑冒险剧《盗墓笔记》在爱奇艺视频播出，剧中饰演解家的少当家解雨臣；同年，他主演的抗战剧《我把忠诚献给你》在重庆影视频道首播；12月，受邀出席巴黎时装周观看品牌秋冬巴黎男装秀。
2016年，张晓晨主演的古装剧《寂寞空庭春欲晚》、玄幻剧《武神赵子龙》先后播出；随后，他主演古装悬疑侦探剧《绝命卦师》在乐视视频播出，在剧中饰演、外表帅气、法力高强的小道士天目瞳；同年，他主演的古装剧《吉祥天宝》以及古装魔幻喜剧《大仙衙门》播出；同月23日，他与黄海冰、罗嘉良主演的抗战剧《东方战场》在江苏卫视、 湖北卫视首播；11月5日，作为行走的力量行者嘉宾出席东申童画主办的“禅LIVE——行走的力量X狂禅live展演”活动；13日，与张含韵、彭冠英合作出演的古装剧《兰陵王妃》在湖南卫视钻石独播剧场播出，在剧中饰演善于易容术的香无尘；同月16日，与魏大勋、文咏珊等联袂主演的穿越爱情偶像剧《相爱穿梭千年2：月光下的交换》在湖南卫视青春进行时剧场播出，在剧中饰演赫赫有名的黑帮少主姜世凯；同月28日，张晓晨受邀出席“时尚先生20周年创刊派对”。
2017年，张晓晨与黄轩、窦骁、周一围等合作出演的玄幻剧《九州·海上牧云记》在视频平台播出，在剧中饰演邺王牧云栾绝顶聪明的二儿子牧云德；同年，张晓晨出席时尚家居年度大赏，获得“新风尚人物“。
2018年1月23日，张晓晨出席精美2018FEIA颁奖盛典，并获得年度风尚偶像演员；随后，与陈坤、万茜共同主演的年代谍战剧《脱身》在东方卫视、北京卫视首播，在剧中饰演敢爱敢恨的飞行员巫云甫；同年，他与陈坤、倪妮等联袂主演的古装剧《天盛长歌》在湖南卫视金鹰独播剧场首播，在剧中饰演傲骨铮铮的金狮世子赫连铮；9月17日，与孙怡、钟汉良、马天宇合作主演的都市爱情剧《凉生，我们可不可以不忧伤》在湖南卫视金鹰独播剧场首播，在剧中饰演凉生同父异母的亲生哥哥陆文隽；12月20日，主演的古装剧《神医安道全》在爱奇艺视频播出，在剧中饰演心狠手辣、不择手段的金朝密使朵恩。
2019年，张晓晨武侠片《无名狂》在第二届海南岛国际电影节中展映。2020年，张晓晨与韩庚、王晓晨共同出演的都市爱情剧《还没爱够》在江苏卫视、浙江卫视首播，在剧中饰演钢琴艺术家萧牧。
2021年，张晓晨与周冬雨、许凯合作主演的仙侠剧《千古玦尘》在腾讯视频播出，在剧中饰演玄一；随后，他与郭麒麟 、宋轶合作出演的古装剧《赘婿》在腾讯视频播出，在剧中饰演唐明远；同年，他领衔主演的剧情片《乌兰察布》开机；参演电视剧《和平之舟》；参演电影《1921》。12月15日，主演的武侠剧《雪中悍刀行》在腾讯视频和CCTV-8联合播出。
2022年4月27日，主演的古装谍战剧《风起陇西》播出。
