2014年，张真源在2000余名中小学生中入选为青少年成长励志魔幻数字电影《天空之泪》的主演之一，这也是他拍摄的第一部电影，影片于次年3月7日首映。2015年，拍摄大型武侠电影《禅寺风云》；同年，张真源加入TF家族成为练习生。
2016年，参加TF家族自制综艺《星期五练习生》；8月6日，随TF家族参加TFBOYS三周年粉丝见面会；10月，参演TF家族自制迷你剧《和喵星人的21天》，在剧中饰演张不圆和张好方；11月6日，随TF家族受邀出席新浪微博首届粉丝嘉年华年度盛典，获得“秒拍之星奖”；12月24日，参加TF家族圣诞奇幻夜。
2017年4月14日，随TF家族录制的湖南卫视脱口秀节目《天天向上》播出，与天天兄弟分享春游日记；8月12日，参加TF家族夏日嘉年华演出；26日，参加在北京举行的第二届粉丝嘉年华年度盛典，与TF家族其他练习生共同表演《大梦想家》；9月，参演TF家族自制剧《第二人生》，饰演记者张专员；10月16日，随TF家族发行首支单曲《超人诞生日记》，张真源通过该曲唱出了对粉丝们一直以来热情支持和鼓励的感谢；11月11日，随TF家族首次登上《快乐大本营》的舞台；12月29日，参加TF家族冬日嘉年华演出。
2018年1月20日，随TF家族录制的中央电视台互动类综艺节目《我要上春晚》播出；2018年5月11日，主演的TF家族单元剧《念念》在腾讯视频上线首播，该剧讲述了少年们关于青春时期的故事，张真源在剧中饰演胡真，他同时为该剧演唱了主题曲《你我》；10月22日，发行首支个人单曲《光影》，该曲以影子的角度讲述了与追光人之间相互陪伴相互支撑的关系。
2019年7月19日，张真源参加台风少年团组合重组出道综艺节目《台风少年蜕变之战》，该节目由七位练习生参加争夺出道位；8月25日，台风少年蜕变之战落幕，张真源与马嘉祺、丁程鑫、宋亚轩、刘耀文、严浩翔、贺峻霖共七人正式成团；11月22日，随组合发行单曲《全校通报》；23日，随组合时代少年团举行新歌首唱会并发行歌曲《无尽的冒险》，再次出道；12月6日，随组合出席2020爱奇艺尖叫之夜，并获得2020爱奇艺尖叫之夜年度潜力组合奖；8日，随组合获TMEA腾讯音乐娱乐盛典“年度新声代团体奖”；12月31日，随组合时代少年团参加录制湖南卫视跨年演唱会。
2020年1月9日，其参加录制的综艺《少年梦游记》播出；4月3日，随组合发行单曲《爆米花》；5月14日，个人第二首原创单曲《心桥》上线，作词作曲皆由张真源本人独立完成；8月随时代少年团发布单曲《姐姐真漂亮》和《相遇》；11月7日，随组合发布专辑《少年江湖》；12月1日，和队友们推出专辑《之》。
2021年1月，参与录制东方卫视综艺节目《接招吧！前辈》；2月11日，随组合成员一同参加《2021年中央广播电视总台春节联欢晚会》，同李现、迪丽热巴等共同演唱歌曲《奔跑的青春》；7月23日，参与录制的综艺节目《夏日少年派》首播；12月31日，随组合时代少年团参加东方卫视2022跨年演唱会播出。
2022年2月，参加《百花迎春》晚会，随组合与李响、黄子弘凡等共同演唱歌曲《青春走在新征程》；2月20日，参加2022年北京冬季奥运会闭幕式；4月13日-18日，参演的话剧《铁流东进》在国家话剧院剧场演出；5月4日，参加央视《奋斗的青春——2022年五四青年节特别节目》，表演歌曲《入海》；6月1日，参加中央广播电视总台2022“六一”特别节目《童心筑梦 志在未来》；4日，参与录制的综艺节目《你好星期六》播出；同月，参加综艺节目《萌探探探案第二季》；16日，参加由哔哩哔哩举办的毕业歌会《bilibili夏日毕业歌会2022》播出；9月10日，参加《2022年中央广播电视总台中秋晚会》，与队友演唱歌曲《我们会更好》。
张真源
