2002年，张子萱以平面模特身份出道，之后的九年时间张子萱主要担任《瑞丽》等时尚杂志的平面模特，与此同时张子萱也担任了五月天、马天宇等歌手音乐录影带的女主角，以及参与了一些广告的拍摄。　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。