2005年，参演首部电视剧《玉卿嫂》，正式进入演艺圈。2006年，参演电视剧《真情无限之继母》，饰演阿凡；同年自导自演话剧《和空姐同居的日子》。

2007年，参演话剧《艳遇》。2008年3月-2010年3月，与刘烨、袁泉联袂主演由孟京辉执导的话剧《琥珀》。

2011年，与蒋雯丽、邬君梅、梁静联袂主演都市情感电视剧《女人帮》，饰演从国外回来的都市型男叶平。

2012年5月，参与拍摄女性励志剧《娘要嫁人》，饰演才华横溢、富有情调的文艺青年戴世亮；9月，主演 年代戏《乱世书香》，饰演温和儒雅，心地善良徐书成。

2013年3月29日，参演的喜剧电影《厨子戏子痞子》在全国上映；4月，在张涵予、刘烨、黄渤主演的电视剧《火线三兄弟》中饰演手段狠辣的特高课课长高木，该剧自4月27日登陆北京电视台影视频道后，单集最高收视逼近七个点，平均收视率接近六个点，获得北京地区同时段收视冠军  。

2014年3月，主演的都市情感喜剧《一仆二主》在东方、深圳、山东、陕西四大卫视首播，剧中张鲁一饰演极品博士男齐建军；同年10月在抗战剧《红色》中扮演低调、内敛、谦卑的隐形男徐天；而在同时开播的《谈判冤家》中，张鲁一饰演海归总裁。

2015年，主演刘进导演的《我的老婆大人是八零后》，路奇导演的《东方战场》，以及高希希导演的《马上天下》；同年，主演谍战剧《麻雀》和电视剧《花开如梦》。

2016年，“热血探秘传奇巨制“《老九门》。参演奇幻青春剧《九州天空城》。参演近代革命题材电视剧《燃情大地》，饰演男一号马中秋。主演当代商战励志情感大剧《新海》。

2017年，主演苏有朋执导的悬疑电影《嫌疑人X的献身》；主演都市情感剧《这个世界不看脸》。