2007年2月,张雨绮出演周星驰监制的日本电影《少林少女》;张雨绮客串演出的影片《夜·上海》于2007年6月上映,成为其在大银幕上首次亮相。2008年,张雨绮参演短片《露得清八方解码》,以及在《女人不坏》中饰演女主角美艳女强人唐璐。2009年接连出演了香港电影《财神到》及《刀见笑》。2010年,张雨绮在王全安导演的《白鹿原》中饰演纯朴、善良、无助、无辜而又劣迹斑斑的女一号田小娥。2011年,张雨绮出演《钱学森》女一号蒋英,无论是外形还是气质,都较为贴近蒋英原型。2013年5月14日,张雨绮作为第66届戛纳国际电影节官方特邀嘉宾亮相开幕式红毯。这是张雨绮继2013年10月12日柏林电影节推广大使之后 ,再次受邀亮相欧洲电影节,这也是其戛纳电影节红毯首秀。2014年11月3日,张雨绮参演周星驰电影《美人鱼》,被网友曝出片场两人的工作照,两人在摄像机前谈笑风生极度融洽;11月25日,张雨绮等主演亮相浪漫喜剧电影《情敌蜜月》在上海举行了关机发布会。2011年4月18日,王全安与小20岁的张雨绮在西安领取结婚证宣布结婚。2014年9月10日晚7时许,根据举报,民警在北京东城区某小区一单元楼内将进行卖淫嫖娼活动的王全安、吕某某当场抓获,二人对违法事实供认不讳;9月15日晚,张雨绮发表微博对于丈夫王全安嫖娼一事给予了回应,称心情很复杂,相信执法部门会有公正的处理,事件对家庭的影响两人会共同承担。