2010年初，與張一鳴、崔志佳、喬杉、修睿組愛笑兄弟，并共同在遼寧衛視播出的綜藝節目《誰是主角之愛笑會議室》中擔任表演嘉賓。 ?同年，主演第一部電影《決戰剎馬鎮》，飾演頭扎小辮、身穿紅色緊身褲的偷雞一角。
2011年，張子棟正在因節目而人氣增加時，卻選擇退出了《愛笑會議室》，而他表示退出原因是與公司安排有關。
2012年，張子棟開始進軍大銀幕，一年接拍了多部電影作品。其中，先與喬任梁、吳鎮宇搭檔主演喜劇電影《請叫我英雄》；又與劉詩詩、胡夏合作主演愛情電影《傷心童話》。
2013年，參演由導演黃雷執導的喜劇電影《憤怒的小孩》，與音樂人馬上又扮演的笨賊二人組并承擔起全片過半的笑料。 ?同年，與柳巖、王寧、馬麗聯袂主演網絡喜劇《香瓜七兄弟》。
2014年，與沈騰、王琦、趙丹聯袂主演喜劇《人見人愛》，飾演閆究森。 ?同年，還主演都市勵志系列劇《圓夢》，用無厘頭爆笑的表演方式飾演了一名為夢想而奔走的小導演邱偉。
2015年，與徐超聯合執導并主演網絡喜劇《發明大師》，飾演工程師兼發明家李居里。
2017年，參加東方衛視綜藝節目《歡樂喜劇人第三季》。
2020年參演喜劇電影《溫暖的抱抱》。 ?10月23日，主演的黑色幽默愛情喜劇《億萬懦夫》在騰訊視頻播出，在片中飾演王億萬 ?。
2021年2月26日，主演的科幻喜劇電影《智愛2026》上映 ?；9月19日，主演的治愈喜劇電影《日常幻想指南》在全國上映 ?。
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