2000年，張晉開始從幕后走向臺前，在由黃海冰、王艷主演的武俠愛情劇《武林外史》中出演熊貓兒的跟班驢蛋 。2001年，在由吳奇隆、朱茵主演的古裝武俠劇《蕭十一郎》中飾演冷酷無情、逍遙侯的徒弟雪鷹。
2002年，張晉在張藝謀轉型拍攝的首部武俠片《英雄》中擔任甄子丹的專替，并擔任片中“無名與長空圍棋院雨中打斗”的武術指導。2003年，張晉在好萊塢動作喜劇片《霹靂嬌娃2》中擔任武術指導；同年，擔任好萊塢動作片《夜魔俠》武術指導。
2004年，張晉在古裝動作片《無敵英雄》飾演新一代精武門的掌門人林振聲；2月20日，張晉與蔡少芬、于波合作主演的古裝奇幻武俠劇《水月洞天》播出，在劇中飾演心智不全但武功高強的童心；同年，《水月洞天》續集《靈鏡傳奇》播出，張晉繼續出演童心一角，但因接受了大哥童博的靈智從而變得智慧過人 ；同年，在民國愛情劇《上海灘之俠醫傳奇》中飾演富家子弟于俊浩 。
2005年，張晉在古裝動作片《夜宴》擔任武術指導。2006年，張晉首次擔任傳奇劇《梁山伯與祝英臺》的動作導演 。2007年，張晉主演了勵志劇《溫州人在巴黎》，在劇中飾演商界新秀陸子昊，并獻聲主題曲《Paris》；同年，古裝歷史片《大明天下》中飾演武二進。
2008年10月24日，功夫動作片《武術之少年行》上映，張晉在片中飾演心性簡單的職業武術指導郭楠 。2009年，與黎姿、孫耀威合作主演的福音電影《流浪漢世界杯》上映，張晉飾演失意的足球球員林世榮 ，該片獲得中美電影節金天使獎，成為首部獲得此獎項的香港電影 。
2010年10月21日，張晉與蔡少芬合作出演的都市愛情片《愛情維修站》上映，他在片中飾演了風流瀟灑、才華橫溢的職業攝影師楊卓 ；11月，張晉參演的革命劇《紅七軍》在央視黃金檔播出 ；同年，主演的福音音樂劇《真愛不老》在香港浸會大學會堂公演。
2011年8月21日，張晉參加了東方衛視舞蹈節目《舞林大會》，并為張宇演唱的《大女人》擔任伴舞，之后因檔期問題退賽；同年，在武俠劇《南少林蕩倭英豪》中飾演刻苦努力的林展浩，并獻唱主題曲《嘿！兄弟》和插曲《海中央》。2012年6月21日，與萬梓良、薛凱琪合作主演的喜劇愛情片《懸紅》上映，張晉在片中飾演反派葉安。
2013年1月8日，由王家衛執導的動作片《一代宗師》2D版在中國內地上映，張晉在片中飾演野心勃勃、心術不正的形意拳宗師馬三，憑借該片中的表現他獲得了第33屆香港電影金像獎最佳男配角獎 ；1月28日，張晉與蔡少芬共同參加上海東方衛視春晚，并獻唱歌曲《東·西》 。
2014年1月31日，張晉與周潤發、謝霆鋒合作主演的喜劇片《澳門風云》上映，他在片中飾演為人心狠手辣的護衛殺手鬼眼；2月14日，張晉夫婦登上央視元宵晚會，并合唱歌曲《平凡相戀》；11月21日，其搭檔彭于晏、洪金寶出演的動作片《黃飛鴻之英雄有夢》上映，張晉在片中飾演北海幫幫主之子伍盛 。
2015年6月18日，張晉與吳京、古天樂合作主演的動作片《殺破狼2》上映，在片中飾演武功高強、為人心狠手辣的典獄長高晉，該片取得5.6億人民幣的票房成績，憑借在該片中的表現張晉獲得了第20屆華鼎獎最佳男配角獎。
2016年3月4日，張晉與甄子丹合作主演功夫電影《葉問3》上映，他在片中飾演出身卑微但本質善良的詠春高手張天志；同年，主演由袁和平執導的動作片《葉問外傳》；8月9日，張晉的蠟像入駐重慶杜莎夫人蠟像館? 。
2017年4月，在由劉鎮偉執導的功夫喜劇片《十噸刺客》中飾演刺客龍飛；5月12日，其主演的黑幫傳奇電影《毒。誡》上映，張晉在片中出演“慈云山十三太保”中的貓仔一角 ；9月22日，確定加盟動作電影《金蟬脫殼3：惡魔車站》；11月10日，張晉與余文樂領銜主演警匪動作片《狂獸》上映，他在片中飾演一位偏執成狂的香港警察西狗 ；12月21日，成立晉步天下影業影視制作公司，并宣布自導自演科幻動作電影《守陵人》。
2018年3月23日，張晉與約翰·博耶加、斯科特·伊斯特伍德、景甜等人聯袂主演的科幻片《環太平洋：雷霆再起》在中國大陸和美國同步上映，他在片中飾演權將軍一角；12月21日，由袁和平執導的動作電影《葉問外傳：張天志》上映，張晉在片中飾演武功高強的詠春傳人張天志 。
2019年7月2日，張晉領銜主演的犯罪動作片《九龍不敗》上映，他在片中飾演的九龍是香港警界的精英干探。2020年10月29日，主演的電影《我的傭兵生涯》發布海報 ；12月31日，參加央視跨年晚會《啟航2021——中央廣播電視總臺跨年盛典》。
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