2004年，考入上海戲劇學(xué)院附屬戲曲學(xué)校。2006年，出演周星馳電影《長江7號(hào)》中女主角袁老師一角成名;2008年，出演徐克導(dǎo)演愛情喜劇片《女人不壞》女主角唐露，入圍2009年香港電影金像獎(jiǎng)最佳新人獎(jiǎng) 。

2010年，出演王全安導(dǎo)演改編自陳忠實(shí)長篇小說《白鹿原》同名電影女一號(hào)田小娥 ，獲2012年第62屆柏林國際電影節(jié)最佳女主角提名，獲2013年第20屆北京大學(xué)生電影節(jié)最受大學(xué)生歡迎的女演員獎(jiǎng) 。

2013年9月10日，憑借《白鹿原》和《錢學(xué)森》兩部作品獲得第14屆中國電影表演藝術(shù)學(xué)會(huì)獎(jiǎng) 。2014年至2015年間，在周星馳執(zhí)導(dǎo)愛情喜劇電影《美人魚》飾演李若蘭。

2017年，陳凱歌執(zhí)導(dǎo)奇幻電影《妖貓傳》飾演春琴。 2018年3月17日，憑借《妖貓傳》榮獲第12屆亞洲電影大獎(jiǎng)最佳女配角獎(jiǎng)。

2020年6月，參與芒果TV選拔綜藝《乘風(fēng)破浪的姐姐》，最終以第五名的成績成為女子演唱組合X-SISTER成員 。

2021年1月，加盟騰訊視頻脫口秀節(jié)目《吐槽大會(huì)第五季》 ;2月11日，參加《2021年中央廣播電視總臺(tái)春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)》，表演小品《開往春天的幸福》;2月28日晚，2020新浪微博之夜在上海舉行，張雨綺獲得微博年度之星 ;12月31日，參加《啟航2022——中央廣播電視總臺(tái)跨年晚會(huì)》。

2023年1月5日-2月5日，參加抖音新春直播季;3月18日，入選微博之夜第八彈嘉賓名單 ;4月18日，參加的芒果TV自制首檔全女性劇式沉浸推理節(jié)目《女子推理社》播出 ;5月12日。以“漂亮團(tuán)”身份參加的《漂亮的戰(zhàn)斗》播出;6月25日，主演的都市情感劇《繁華似錦》播出;10月，參加綜藝節(jié)目《聽說很好吃第三季》。

11月16日，參加節(jié)目《令人心動(dòng)的offer》;11月21日，主演的跨國界現(xiàn)實(shí)主義燃情劇《歡迎來到麥樂村》播出。