2000年,参演首部电视剧《天网情网》;
2005年,参演中央戏剧学院2002级表演系本科班的毕业作品《图兰朵》,饰演卡拉夫王子,凭借话剧《图兰朵》获得国际戏剧节表演教学研讨会与演出展“优秀表演奖”。
2006年,在吴君如主演的电视剧《天下第一媒婆》中饰演慕容明珠;
2007年9月,参演贾一平、马伊琍主演的都市情感偶像剧《幸福在哪里》;
2008年7月,主演的话剧《谁爱谁爱谁谁》在人艺实验剧场上演,并演出17场,张博在剧中一人分饰多角,该剧入围2008星光大典年度舞台剧单元;主演海岩电视剧《舞者》在湖南卫视播出,张博饰演谷子。
2010年,参演高希希执导的电视剧《三国》饰演孙权,凭借《三国》获得搜狐夏季电视剧互联网盛典最佳男新人奖;参演张丰毅主演电视剧《孙子大传》,饰演勾践;在电视剧《苍穹之昴》里饰演光绪。
2011年6月,与徐帆、陈小艺、胡军主演电视剧《青春四十》,与徐帆在剧中有一段“姐弟恋”。