2003年，張一山被《小兵張嘎》裡的徐耿挑中，出演劇中的佟樂樂一角，12歲的張一山在劇中的表演給觀眾留下了深刻的印象。

2004年，《小兵張嘎》中飾演“樂樂爸爸”的演員李迎旗把張一山推薦給了《家有兒女》的副導演，張一山成功獲得飾演角色劉星。

向左轉|向右轉

2005年，張一山繼續出演《家有兒女2》，與高亞麟、宋丹丹、楊紫、尤浩然等人合作。

張一山《家有兒女》劇照 張一山 2006年，張一山與高亞麟、宋丹丹、寧丹琳、尤浩然搭檔主演《家有兒女3》與《家有兒女4》。 2009年，張一山主演電影《尋找成龍》。同年，在電影《扣籃對決》中飾演猴子。

向左轉|向右轉

2010年，張一山參演《圓圓的故事》。 2011年10月9日，張一山在《舞林大會》中贏得冠軍。 2014年，張一山參演電視劇《食來孕轉》，飾演馬瑞。 2014年，張一山在《老爸回家》中飾演高賀，與劉威、楊紫合作。

2015年1月，參演的抗日題材電視劇《殺寇決》在吉林衛視播出，張一山飾演男主角陸子錚；同年4月12日，加盟CCTV6青春益智真人秀《校花與學神》，並擔任導師11月，在網友投票評選出的“中國90後10大影響力人物”中，張一山排名第五；同年12月22日，與歌手丁丁共同主演的懸疑電影《隔離島》正式殺青。