2008年，張昊唯高一時應宋慶齡基金會邀請赴烏克蘭參加青年歌唱比賽，以一首《MY LOVE》在26個國家代表中獲得第一名 。

張昊唯在大一時，參加了編劇彭三源的電視劇主角海選活動，從8000人里脫穎而出。該部電視劇制作方華誼兄弟公司對張昊唯等20人進行了表演培訓，最終選出張昊唯等8人出演 。

2012年，參演校園青春偶像劇《青春守則》，飾演班級女生閨中密友匡義 。2013年，主演青春偶像劇《陽光警察》，在劇中飾演仗義的趙家輝 。2014年，與沈傲君合作主演現代都市劇《用一生去愛你》，他在劇中飾演感情專注的秦川 。

2015年7月4日，主演的都市喜劇《淑女澀男》開播，飾演自立自強的富二代楊豆豆 ；10月15日，參演的懸疑愛情劇《他來了，請閉眼》首播，該劇由張開宙執導，霍建華、馬思純主演，他在劇中飾演高人氣校草男神蘇北 ；11月26日，出演的現實題材劇《溫州兩家人》在央視一套播出，該劇由孔笙執導，他在劇中飾演生性老實本分的許金生 。

2017年4月24日，與張藝興、陳都靈等人合作主演的校園愛情青春偶像劇《求婚大作戰》在東方衛視首播，在劇中飾演穩重理智的暖男陳浩南，也因此劇熱播而受到關注 ；12月18日，參演的古裝權謀劇《瑯琊榜之風起長林》開播，飾演瑯琊閣閣主藺晨最得意的弟子藺九 。2018年，與迪麗熱巴、鄧倫等人合作主演都市愛情劇《一千零一夜》，在劇中飾演柏海的助理陳默 。

2019年，與孫怡主演都市青春行業劇《你好檢察官》，在劇中飾演自信高傲的海歸律師任天宇 ；8月11日，主演的古裝愛情輕喜劇《師爺請自重》在橫店開機，他所飾演的男主唐天遠，是一位高冷毒舌的男神縣令 ；10月，主演電視劇《他其實沒有那么愛你》，劇中飾演一名無人機研發工程師Sam ；11月26日，出演的古裝權謀劇《慶余年》在騰訊視頻、愛奇藝首播，該劇由張若昀、陳道明主演，他在劇中飾演性格隱忍的太子李承乾 。

2020年3月7日，與張譯合作主演的破案懸疑劇《重生》在優酷開播，他在劇中飾演具高職業素養的警察路銘嘉 。

2018年6月11日，加入“熊貓守護者”，助力野生動物科普公益內容的傳播，實現扶貧、環保雙公益 ；9月21日，關愛阿爾茨海默病老人，讓愛傳遞。

戲外的張昊唯是一個對待作品極度認真負責的演員，前期的大量準備工作讓他在詮釋角色時更加的投入與飽滿。在《求婚大作戰》中，張昊唯不僅對劇中角色進行了還原，表演張弛有度，同時還將創作性延展，觀眾也被他所飾演的陳浩南深情凝望女友的戲份感動 。（網易娛樂、新浪娛樂評）

張昊唯在《溫州兩家人》劇中，與郭濤、袁詠儀等資深演員同臺飆戲，毫不怯場。從《淑女澀男》中的暖萌富二代，到《他來了請閉眼》中的運動校草，再到《溫州兩家人》中的老實本分，張昊唯在連續三部作品中三個完全不同的角色，他都能演繹得栩栩如生又各有亮點，給觀眾留下了很深的印象 。（騰訊娛樂評）