2001年，高中生的张林被导演选中，参演电影《沉甸甸的十六岁》，饰演程刚，开启了他的演艺之路。

2007年，张林主演了警察题材的电视剧《五朵警花》，饰演男一号邵斌。

2009年，张林主演大型话剧《大商无算》，饰演反一号艾隆标。这个角色也为他拿到了他第一个表演奖项：山东省第九届艺术节最佳男演员奖。

2011年，张林参演由王文杰导演执导的电视剧《莞香》，饰演易木鱼。

2012年，张林开始主持山东卫视《道德与法治》栏目；同年，张林获得全国话剧最高奖金狮奖。

2013年，张林主演大型历史话剧《严复》，饰演严复，并凭借严复一角拿到第十届艺术节优秀男演员奖；参演由王文杰导演执导的电视剧《战火大金脉》，饰演李火。

2014年，参演由梁冠华主演的电视剧《神探狄仁杰之琼花金人案》，饰演狄虎；同年主演由杭州佳平影业出品的电视剧《大染坊续》，饰演卢家驹。

2015年，客串由孔笙、李雪导演执导的电视剧《琅琊榜》，饰演黄杉人；同年，参演由王文杰导演执导的电视剧《丝绸之路传奇》，饰演方卫国。

2017年，参演由陈乔恩、陈晓主演的电视剧《独孤皇后》，饰演尉迟宽。

2018年，主演由百老汇导演阿多尼斯先生导演的古希腊悲剧《埃勒克特拉》，饰演男一号奥瑞斯特；同年，主演抗战电影《破晓徂徕山》，饰演男一号杨毅明；同年，主演由王坪导演执导的青春电影《照片里的伴娘》，饰演男一号李春风。

2019年，主演由山东卫视传媒有限公司出品的少数民族题材电视剧《库尔班大叔和他的子孙们》，饰演反面角色杨国富。

2020年，主演由山东卫视传媒有限公司出品的军旅题材电视剧《落地生根》，饰演刘壮子。