2007年，在古裝武俠劇《大旗英雄傳》中飾演橫江一窩女王蜂組員女王蜂；同年，與付辛博、韋煒、井柏然等合作出演由李根昱、蔣笑笑聯(lián)合指導的情景劇《青春進行時》，在劇中飾演海歸女孩張珍妮。

2009年，張馨予拍攝由馬甲文化策劃的《赤壁·銅雀臺》，因里面的性感形象被譽為“新一代性感女神”；同年，代言了《銅雀臺》、網(wǎng)游《穿越火線》生化寶貝、百威FIFA世界杯足球?qū)氊惖戎放?；并多次參加湖南衛(wèi)視的《快樂大本營》等節(jié)目。

2010年，張馨予首次觸電大銀幕，參演由馮小剛執(zhí)導的愛情喜劇電影《非誠勿擾2》，飾演熱心環(huán)保事業(yè)的美女明星馨予。

2011年2月，張馨予與劉濤、陳楚河聯(lián)袂主演都市愛情劇《錢多多嫁人記》，飾演生活富足但并不快樂的蔣依依；4月，在愛情喜劇電影《宅男總動員：女神歸來》中飾演像雪花一樣浪漫單純的女孩趙敏；8月，主演時尚愛情劇《夏日戀神馬》，飾演男孩們的夢中女神小予；11月，搭檔吳剛主演劇情片《不怕賊惦記》，飾演年輕貌美的女騙子青花，該片入圍第24屆東京國際電影節(jié)亞洲之風單元；12月，她在由徐克執(zhí)導的3D武俠電影《龍門飛甲》中飾演了千嬌百媚卻心如蛇蝎的萬貴妃。

2012年1月，張馨予搭檔郭德綱主演喜劇電影《車在囧途》，飾演懂事體貼的鄰家女孩伊容；8月，她與張柏芝、小沈陽合作主演古裝喜劇電影《河東獅吼Ⅱ》，飾演身手不凡、對愛情很執(zhí)著的劉香。

2013年7月，張馨予在由唐季禮監(jiān)制的古裝歷史劇《精忠岳飛》中飾演能文能武的抗金女英雄梁紅玉；8月，她主演愛情喜劇電影《粉紅女郎·愛人快跑》，飾演成天只想著工作的“男人婆”一角；10月，她在醫(yī)療劇《到愛的距離》中飾演遭到輿論惡意攻擊的女孩許楠；11月，她搭檔韓棟主演了古裝劇《鹿鼎記》，飾演頗具魄力和智慧的蘇荃；12月，她與鐘漢良合作主演金庸武俠劇《天龍八部》，飾演丐幫副幫主馬大元的妻子康敏。

2014年1月，張馨予主演古裝神話劇《封神英雄榜》，在劇中一人分飾兩角，分別扮演溫婉善良的大家閨秀蘇妲己和妖嬈魅惑的九尾狐胡仙兒，憑借該劇獲得第17屆華鼎獎古裝劇最佳女主角獎提名；8月23日起，張馨予、尚雯婕、賈靜雯、葉璇等參與的時尚真人秀節(jié)目《女神的新衣》在上海東方衛(wèi)視開播；12月，她與陳曉、陳妍希共同主演武俠劇《神雕俠侶》，飾演小龍女的師姐赤練仙子李莫愁；隨后，她在古裝劇《武媚娘傳奇》中飾演了專橫跋扈、寵冠后宮的蕭淑妃。

2015年，張馨予與李佳航搭檔主演都市勵志劇《奮囧》，飾演努力備戰(zhàn)公務員考試的女孩顧阡陌[；同年，她還在時裝劇《只因單身在一起》中飾演了出生貧寒卻力爭上游的女強人林曼妮；4月27日，張馨予正式代言暢游移動多職業(yè)無限制3D ARPG動作手游《大唐雙龍傳》；10月16日，游族網(wǎng)絡簽約張馨予代言手機游戲《超時空機戰(zhàn)》，張馨予在其中擔任科幻機戰(zhàn)女神。

2016年2月，張馨予在古裝愛情劇《班淑傳奇》中飾演沒落宗室之女劉萱。3月，同年與馬可、徐海喬聯(lián)袂主演懸疑愛情劇《重生之名流巨星》，飾演個性爽朗的小天后柳藝。7月，她與朱一龍搭檔主演武俠劇《新邊城浪子》，飾演武林第一美女馬芳鈴。8月，她主演了動作喜劇電影《魔卡行動》，飾演個性獨立且精通多國語言的女主角李菲菲。9月，她受邀參加第72屆威尼斯國際電影節(jié)，以一身人魚公主造型亮相開幕式紅毯，被意大利版《VOGUE》稱為“本屆電影節(jié)紅毯最佳造型之一”。

2017年，張馨予與徐海喬再度合作，主演玄幻劇《昆侖闕之前世今生》，飾演經(jīng)歷宿世姻緣的靈惜。同年4月28日，她與馬可、喬振宇聯(lián)袂主演古裝傳奇劇《思美人》在湖南衛(wèi)視黃金檔首播，飾演敢愛敢恨的楚國奇女子莫愁女[。10月，張馨予參加軍旅成長勵志特別節(jié)目《奇兵神犬》。11月，搭檔何潤東、朱一龍領(lǐng)銜主演古裝懸疑劇《花謝花飛花滿天》，在劇中一人分飾兩角，分別飾演溫婉嫻靜的謝家千金謝千尋和活潑嬌蠻的傾城公主。

2018年1月，參演《斗戰(zhàn)勝佛2》。同月，憑借《新邊城浪子》中馬芳鈴一角獲得“聚匠心·劇自信”第十四屆電視劇南方盛典“年度女主角”獎。1月14日，主演的古裝愛情劇《鳳囚凰》在湖南衛(wèi)視鉆石獨播劇場播出，她在劇中反串出演了聲名顯赫的瑯琊王氏公子王意之。1月16日，獲得小資風尚盛典年度風尚飛躍女演員獎[39]。1月19日，獲得2018FEIA泛娛樂與大消費時代暨時尚娛樂消費影響力年度頒獎禮2017年度風尚榜樣。1月19日，在第一屆環(huán)球時尚新銳大賞獲得年度最受關(guān)注時尚跨界藝人獎。2月3日，榮獲“2017放肆一下移動視頻風云盛典”年度影視風尚人物獎。5月，張馨予成為Thanmelin梵蜜琳品牌代言人。9月15日，參加綜藝節(jié)目《我就是演員》第二期。

2019年1月8日，參演的電視劇《小女花不棄》在中國大陸播出，在劇中飾演薛菲。11月，參演電視劇《號手就位》。