2005年还在上海戏剧学院读大二的张峻宁就被选为主角，搭档曹曦文、郑柔美、李泰、牛萌萌主演《五星大饭店》，饰演男一号潘玉龙而正式出道。《五星大饭店》于2007年登陆央视热播，主演张峻宁凭此剧迅速走红。
2007年，搭档应采儿、曹曦文、秦沛主演都市情感电视剧《香港姊妹》，饰演高富帅高天瑞；5月，在浪漫爱情剧《天空下的愿望》中饰演周文杰；8月，主演由郭敬明小说改编的电视剧《梦里花落知多少》，饰演顾小北。
2008年，联袂邓超、陆毅、苏有朋、聂远主演喜剧爱情电影《爱情呼叫转移2》，饰演雨桐；12月15日，张峻宁凭借《五星大饭店》荣获“年度最具潜力电视男演员奖”。2009年，参演红色献礼剧《开国前夜》，饰演地下党齐长鹏；在励志偶像剧《青春舞台》中饰演丁笑。2010年，由其主演的励志电影《歌舞青春》上映并在该片中饰演诗人。
2011年，与杨丞琳、吴尊合演台湾青春偶像剧《阳光天使》，饰演耿非；4月，在爱情电影《爱情四重奏》中饰演一位已婚画家；9月，参演纪念辛亥革命一百周年献礼影片《第一大总统》，挑战出演蒋介石。2012年，由其搭档彭于晏、张檬主演的青春偶像剧《牵牛的夏天》在湖南卫视播出并在该剧中饰演马英杰；1月，主演年代剧《大红灯笼高高挂》，饰演陈飞浦。
2013年4月，在美食时尚大剧《幸福的面条》中饰演因形势所迫而机关算尽的腹黑大厨张健；7月份，参演乐视网自制网络剧《女人帮·妞儿》，饰演卡思的前男友。
2014年，联袂刘恺威、张俪、吴建飞主演商战情感剧《一念向北》，饰演反派高富帅岑杰西；搭档聂远、毛俊杰、叶璇合演古装电视剧《龙门飞甲》并饰演胡中玉；1月15日，在第二届美动华人传媒大奖上荣获“年度魅力突破奖”；在喜剧电影《拆散专家》中首次饰演“贱男”泰。
2015年，搭档徐璐、潘玮柏出演电视剧《不得不爱》。同年6月主演古龙武侠巨制《新边城浪子》，饰演路小佳。
2016年，搭档吴磊、陈翔等主演电视剧《奇星记之鲜衣怒马少年时》，饰演孤傲冷血的杀手钱一手；主演悬疑电影《只能活一个》，饰演苏城；主演电视剧《择天记》，饰演秋山君；主演电视剧《莽荒纪》，饰演冬七。
2017年，在青春励志剧《浪花一朵朵》中饰演有着双重身份，为报恩化身报社小助理的林梓。同年9月，与赵丽颖、金瀚、曹曦文等合作出演了电视剧《你和我的倾城时光》。
2018年，出演都市轻奇幻剧《我的波塞冬》，饰演温文尔雅，对科学执着，一心想完成“波塞冬计划”的莫凉。10月，特别出演古装女性励志剧《凤唳九天》。
2019年，出演励志年代剧《筑梦情缘》，饰演英俊潇洒才华横溢的留学派建筑设计师杜少乾。
