2009年1月，张翰参加《一起来看流星雨》的试镜，最后得到慕容云海这个角色。凭借此角，他先后获得最受欢迎男演员、年度潜力新人等奖项。
2010年8月9日，《一起又看流星雨》开播，张翰再次饰演慕容云海。并获得2010秋季电视剧盛典最佳男新人、最佳荧幕情侣这两大奖项。
参演电视剧《一不小心爱上你》上映，凭此获得2011年影视风云榜新势力盛典最受欢迎电视剧男演员与最具收视贡献奖。
2012年7月15日，都市时尚偶像剧《胜女的代价》开播，开播当天便创下湖南卫视黄金档首播日最高记录。
2013年1月14日，在电视剧《隋唐演义》中饰演外冷内热的罗成，获得白玉兰奖最具人气男演员。
2015年3月17日，古装魔幻武侠剧《少年四大名捕》登陆湖南卫视钻石独播剧场，张翰饰演“冷血”。
2017年4月，凭借《山海经之赤影传说》获得第22届华鼎奖中国古装题材电视剧最佳男演员提名。
2018年1月，合作王丽坤主演海上职场生活剧《海洋之城》，在剧中饰演华人航海官丁凯。4月29日，搭档张钧甯主演的都市职场情感剧《温暖的弦》在湖南卫视金鹰独播剧场首播，在剧中张翰饰演的占南弦是一位白手起家的极客，没有显赫的家世，却依靠着异禀天赋，从无到有创造出属于自己的商业神话。
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