2000年，张一山开始拍摄广告片，后被导演徐耿相中，出演首部电视剧作品《小兵张嘎》。2004年，因在少儿题材的情景喜剧《家有儿女》中饰演刘星后而被观众们熟知。2007年，获得腾讯星光大典年度潜力演艺新人奖。

2008年，出演少年励志电影电影《扣篮对决》。2009年，主演儿童电影《寻找成龙》。2010年，考入北京电影学院。2011年10月9日，张一山夺得《舞林大会》的冠军。主演战争励志轻喜剧《大号小兵》；2014年，主演的都市家庭轻喜剧《食来孕转》播出。