2010年，出演由兒童節目部和中央電視臺少兒頻道（CCTV-14）《大風車》欄目組聯合制作的兒童情景劇《瘋丫頭第二季》，飾演溫文儒雅的才子慕容，初涉熒屏。
2015年，中戲大三的張銘恩在劉天池執導的校園青春電影《薄荷》中扮演男主角葉磊，并由此開始演藝生涯。
2016年7月4日，張銘恩與陳偉霆、張藝興、趙麗穎等合作主演的民國懸疑劇《老九門》播出，他在劇中飾演沉穩內斂、赤膽忠心的張副官。同年11月，張銘恩搭檔楊紫茳出演了《老九門番外之虎骨梅花》。同年12月3日，出席愛奇藝“尖叫之夜”盛典，并憑借《老九門》獲得年度電視劇新人獎。
2017年7月，張銘恩主演的懸疑探案網劇《河神》播出，他在劇中飾演了家境優渥的法醫丁卯。
2018年7月，張銘恩主演的現代探險題材電視劇《沙海》播出，在劇中再度飾演機敏聰慧的張副官張日山。隨后，主演奇幻愛情劇《愛上北斗星男友》，飾演神秘寫命師赤語。同年，張銘恩與文詠珊主演的都市情感勵志劇《只為遇見你》殺青，他在劇中飾演雅痞不羈的繼承人于直；7月2日，其參加的騰訊視頻全明星籃球競技真人秀節目《超級企鵝聯盟Super3:星斗場》首播。
2019年5月27日，參演的電視劇《爵跡·臨界天下》播出，飾演麒零。11月，主演的民國懸疑網劇《蟲圖騰》開機。
2020年4月14日，主演的民國懸疑網劇《蟲圖騰》殺青；7月6日，主演的民國探案劇《河神2》在愛奇藝播出；9月，加盟騰訊視頻導演選角真人秀《演員請就位第二季》。
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