2011年,张子萱出演了个人的首部戏剧作品,她与文章、白百何、王耀庆共同出演了由鲍鲸鲸同名作品改编的爱情电影《失恋33天》,并在片中饰演了贪慕虚荣的拜金女李可,张子萱也凭借在本片中的不俗表现获得了第31届大众电影百花奖最佳新人和第49届台湾电影金马奖新演员两项提名。
2012年,张子萱又与殷桃、赵子琪、祖峰合作出演了时尚都市剧《时尚女编辑》,剧中张子萱饰演了真实不做作的比较女孩伊娜;同年,张子萱还与彭冠英搭档主演了爱情微电影《真爱指南针》,并在剧中饰演了女主角李梦。
2013年,张子萱与文章、马伊琍、朱佳煜共同出演了都市情感剧《小爸爸》,剧中张子萱饰演了向往纯净如水般爱情的美丽女孩姗姗;随后;张子萱又与杨幂、余文乐、金范共同出演了青春励志剧《微时代之恋·初恋篇》,并在剧中饰演了丁小柔;同年,张子萱又与彭冠英、迟佳、张钧涵合作主演了爱情悬疑网络剧《我叫郝聪明》,张子萱在剧中饰演了乐观甜美的女主角郝聪明;此外,张子萱还与倪妮、井柏然、刘雅瑟共同出演了励志爱情电影《等风来》。