2019年10月，参加湖南卫视青年舞者竞技节目《舞蹈风暴》，与傅弘奕合作表演舞蹈，在节目中的表现惊艳了全场，并因其芭蕾舞表演受到关注；随后，时代峰峻微博宣布与其签约，张艺凡正式开启个人星途；10月25日，与周冬雨、易烊千玺、尹昉、黄觉、吴越、周也等人共同主演讲述了校园凌辱事件的青春爱情片《少年的你》上映，在剧中饰演因校园霸凌而自杀的少女、陈念的同班同学胡小蝶，胡小蝶在文弱的外表下承担了不少虐心的故事，该片是张艺凡第一次正式的试戏；12月，与虞书欣、王莎莎、刘美含共同参加湖南卫视原创声音魅力竞演秀《声临其境第三季》，在节目中担任嘉宾。
《少年的你》中饰演胡小蝶
2020年1月25日，参加《“岭南春来早”——2020年广东卫视春节晚会》，与曾小敏合作，在晚会上表演了《白蛇传·千年之恋》；3月，参加腾讯视频能量女团成长综艺节目《创造营2020》，最终以第7名的成绩加入女子演唱组合硬糖少女303；7月23日，随组合加盟音乐团体竞演节目《炙热的我们》“炙热团王”诞生夜，担任炙热评审团成员；7月30日，参加《超新星运动会》艺术体操小组突围赛；8月11日，随组合发布首张迷你专辑《硬糖定律》，收录了7首歌曲；9月9日，随组合参加江苏卫视“99聚划算”晚会；12月12日，参加浙江卫视演技竞演类综艺节目《我就是演员第三季》；12月31日，随组合参加央视跨年晚会《启航2021——中央广播电视总台跨年盛典》，同时还参加了《2021江苏卫视跨年演唱会》。
2021年2月8日，随组合发行单曲《集合时刻》；2月13日，随组合发行单曲《史兰客学苑》；3月10日，随组合作为常驻嘉宾参加的腾讯视频经营体验类真人秀节目《姐姐妹妹的武馆》正式上线；4月27日，随组合发行单曲专辑《了不起的女孩》，收录了包括《今日运势》在内的3首歌曲；7月19日，随组合发行周年纪念特别专辑纪念曲《了不起的女孩》。
2022年6月11日，参加腾讯视频综艺《战至巅峰》；7月4日，女子演唱组合硬糖少女303解散；7月20日，参加《书画里的中国第二季》；7月30日，在第36届大众电影百花奖颁奖典礼上，张杰、张蓝心、张艺凡、丁冠森、苏晓彤、庄达菲演绎《狙击手》主题曲《年轻人》；9月9日，参加《北京国际电影节•第29节大学生电影节青春之夜》；9月10日，参加《2022湖南卫视中秋之夜》，并与周笔畅一同演唱歌曲《离人的月亮》；9月17日，加盟的综艺《你好，星期六》在湖南卫视播出；9月24日，参加的综艺《打卡吧！吃货团第二季》将播出；10月31日，加盟北京卫视《晚八点音乐会》，演唱歌曲《大鱼》；11月，入选2022星辰大海青年演员优选计划；12月31日，参加《2023江苏卫视跨年演唱会》，和刘宇宁表演《寻一个你》。
2023年2月5日，参加《2023湖南卫视芒果TV元宵喜乐会》，演唱歌曲串烧《向美好出发》；2月10日，参加的《我们的客栈》播出；3月3日，参与演唱的歌曲《雷锋》上线；3月4日，参演的《你好，星期六》播出；3月5日，参加《新时代 新雷锋——纪念毛泽东等老一辈革命家为➹35➷同志题词六十周年文艺晚会》，演唱《学习➹35➷好榜样》；3月5日，参演的音乐短视频《➹35➷》正式上线；4月18日，参加的芒果TV自制首档全女性剧式沉浸推理节目《女子推理社》播出；5月11日，加盟《一起露营吧第二季》；5月22日，演唱的中国电影华表奖主题推广曲《光辉》正式发布；5月28日，参加的互动励志体验类节目《极限挑战第九季》在东方卫视播出；7月13日，参加的演员搭档研习进阶真人秀《一拍即合的我们》在优酷播出；7月14日，参加的IP解压推理真人秀《萌探探探案第三季》在爱奇艺播出；12月20日，参演的动作历史电影《敦煌英雄》宣布改期上映，在片中饰演巾帼英雄张十二娘。12月31日，领衔主演的爱情电影《7天》官宣并曝光“昼”与“夜”两版海报。
2024年5月4日，参加《闪光的青春——2024五四青年节特别节目》。5月6日，主演的信息差犯罪剧《新生》播出。
《敦煌英雄》中饰演张十二娘
2024年2月24日，参加《2024湖南卫视芒果TV元宵喜乐会》，与范湉湉、李斯丹妮共同演唱歌曲《2024无忧无虑》；3月11日，出演的环保司法剧《江河之上》播出。
