1995年9月6日，考入上海電視臺小熒星藝術學校學習影視表演專業。
1997年8月，被選送到上海電視臺小熒星藝術團，成為演員。1999年，出演第一部電視劇《上海滄桑》；同年，出演人物傳記電影《小蘿卜頭的故事》，飾演主角小蘿卜頭。
2005年1月15日，與趙文卓、何潤東等合作出演武俠電視劇《風云Ⅱ》；9月9日，出演人物傳記電影《魯迅》。2006年10月17日，與劉雪華主演民國情感劇《春天后母心》，劇中與劉雪華飾演一對母子。
2007年，與朱豪偉、黃達亮主演年代電影《風雨上海灘》；同年，與保劍鋒、潘虹等合作出演懸疑古裝電視劇《青天衙門》。2009年11月2日，出演家庭情感電視劇《錯愛2》。2012年1月6日，與韓承羽、樸海鎮等合作出演青春偶像劇《另一種燦爛生活》。2013年9月25日，與胡靜、馨子出演年代愛情劇《淚灑女人花》。
2014年4月17日，與姚芊羽、翟天臨等合作出演年代勵志劇《大當家》 ；11月2日，因出演微電影《我的成人禮》獲得第二屆中國（武漢）微電影大賽金鶴獎最佳男主角。2015年3月，與佟麗婭、佟大為聯袂主演古裝愛情電視劇《愛無痕》，劇中飾演唐振邦；4月3日，與徐少強，卡特琳娜·莫里諾合作出演兒童魔幻電影《無敵小飛豬》；9月16日，主演校園青春電影《文藝編導班》，飾演楠竹玨；12月，與朱雨辰主演人物傳記電影《換個活法》；同年，與左金珠聯合主演古裝喜劇《尋俠英雄傳》。
2016年3月3日，與覃培軍、梅寒等出演魔幻電影《西游記之鎖妖封魔塔》，影片中飾演孫悟空。7月13日，與孟璐、崔成國主演網絡古裝劇《刀劍繚亂》。10月25日，與顧義偉、長谷川真理合作主演網絡電影《異能機友之東京龍珠》。2017年4月，張植綠出演都市情感喜劇《愛的正確標記法》，劇中飾演成天樂。10月25日，與盛一倫、馬思純合作出演古裝傳奇劇《將軍在上》。12月5日，與鄭愷、郭碧婷等出演的動作傳奇電視劇《國士無雙黃飛鴻》播出。2018年12月21日，與張冰倩、張冪涵等主演的玄幻電影《戲命師之飛天神獸》上映。
2019年5月17日，與任逍遙、劉博群等聯袂主演的玄幻喜劇電影《戲命師之陰陽師》優酷上映，并在片中飾演體內封印著飛天神獸的少年江五山。9月9日，與李光潔、費啟鳴等合作出演的青春校園情感劇《我在未來等你》在愛奇藝播出，張植綠在劇中飾演老實憨厚、堅韌不拔的陳小武。
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