张萌出生在一个音乐世家，从3岁开始学习钢琴，她的父亲是原天津音乐学院附中的校长，母亲则在冶金部地质研究院工作，这样的家庭教育培养出了张萌不俗的气质，张萌从小便开始学习钢琴，而她的小学和中学则分别就读于天津市和平区中心小学、天津音乐学院附中。
1997年，读到高二时，张萌选择了到澳大利亚留学，并继续学习钢琴；中学毕业后，张萌考上了澳大利亚新南威尔士大学，学习服装设计。
1998年，17岁的张萌参加了悉尼华裔小姐选美比赛，并最终获得了第二名成绩；张萌在大学时期还担任了悉尼华人电视台的双语主持。
2000年，张萌担任了迎接奥运健儿悉尼大型文艺晚会的双语主持。2003年，张萌从新南威尔士大学服装设计系毕业之后选择回国发展，并担任了中国教育台主持人兼钢琴教师。
2004年，张萌参加了第53届环球小姐选美活动，并以优异的表现最终在中国区总决赛中获得冠军，从而代表中国参加了环球小姐世界总决赛，张萌也因此正式出道演艺圈。
2005年，张萌接拍了个人的首部影视剧作品，她与陈逸恒、吕凉、王静合作主演了现代反腐剧《我主沉浮》，并在剧中饰演了精明强干的证券公司的当家人陈明丽；同年，她又在与朱旭、彭玉、左翎共同出演的现代家庭剧《老爸老妈兄弟姐妹》中饰演了小儿媳谭燕燕；此外，张萌还与张默、张澜澜、韩雨芹合作出演了由张国立执导的古装神话剧《济公新传》，这也是她的首部古装剧作品。
2006年，张萌与杨千嬅、霍建华、胡宇崴合作主演了动作喜剧《武十郎》，剧中她饰演的是与本人反差很大且娇生惯养的大小姐雷小雨；同年，她还再次与陈逸恒、王静合作，主演了《我主沉浮》的续集《我本英雄》，并在剧中依然饰演陈明丽；此外，张萌还出演了个人的第一部电影作品，她与胡歌、周笔畅、张柏芝合作出演了话题剧情片《第601个电话》。
2007年，张萌与童蕾、郭晓冬、熊乃瑾共同出演了心理悬疑剧《谁懂我的心》，并在剧中饰演了敢爱敢恨的APPLE。
2008年，张萌先与张国立、庄庆宁、杨若兮共同出演了家庭情感剧《赶走你的忧郁》；而后，与张国立、陈小艺合作出演的现代情感剧《想爱都难》；同年，张萌还与刘小锋、曾黎合作主演了谍战悬疑剧《蓝色档案》，并在剧中饰演了蛇蝎美人宋丹妮；此外，她还在与郭晓冬、曾黎共同主演的年代剧《伤情》中饰演了身有残疾的夏暖晴。
2009年，张萌先是与胡歌、白冰、张世共同主演了根据同名电影改编的穿越传奇剧《神话》，并在剧中一人分饰了泼辣时尚的现代少女高岚和知书达理的古代少女小月(虞姬)两个角色，而她也因此而被观众所熟知，同时，张萌还演唱了该剧的主题曲《穿越》；之后，她又在与韩雪、刘小锋、申军谊合作出演的谍战剧《利剑》中饰演了单纯洒脱的马梦兰；同年，张萌还与郭晓冬、宋春丽、尤勇共同主演了现代情感剧《成长》，并在剧中饰演了女主角安叶；此外，她还在与刘小锋、郭晓冬、秦岚联袂主演的谍战传奇剧《红色电波》中饰演了内心纠结的女配角章嘉雯；以及，与杜志国、温峥嵘合作主演了商界传奇剧《风雨雕花楼》。
2010年，张萌与霍建华、黄觉、曾黎共同主演了推理悬疑剧《唐琅探案》，并在剧中饰演了英气十足的女主角黄阙；同年，她还与田海蓉、赵子琪、苗侨伟合作主演了商战爱情剧《金枝玉叶》，其在剧中饰演的是追梦女孩儿玉琪。
2011年，张萌与黄海冰、陈建斌、蒋勤勤共同主演了革命历史剧《开天辟地》，并在剧中饰演了勇敢无畏的革命先烈杨开慧；随后，与孙红雷、黄磊、汪俊合作出演爱情励志剧《男人帮》；同年，她还与范雨林、刘小锋、沈晓海联袂出演了谍战动作剧《尖刀队之血刃》；此外，张萌还出演了喜剧电影《今年一定要嫁出去》。
2012年，张萌与张国立、陈建斌、邓婕合作主演了都市情感剧《你是我爱人》，其剧中饰演的是清新靓丽的廉洁；同年，张萌还与夏雨、梅婷、王策共同出演了都市励志剧《而立之年》。
2013年，张萌与牛莉、雷佳音、张铎合作主演了现代家庭轻喜剧《宝贝》，并在剧中饰演了80后女强人陈静波，同时，她还创作并演唱了该剧的主题曲《我要你快乐》；同年，与任重搭档主演都市爱情剧《敢爱》，剧中她饰演了活泼能干却在情感上面临危机的女主角雷蕾；此外，张萌还与蒲巴甲、杨蓉、朱一龙合作主演了民国爱情剧《情定三生》，其在剧中饰演了性格泼辣，敢爱敢恨的富家千金沈凌雪。
2014年，张萌与吴秀波、姚晨、方中信共同主演了都市爱情剧《离婚律师》，并在剧中饰演了美丽娇媚，心高气傲的焦艳艳；随后，与刘恺威、唐嫣、杨蓉合作主演年代动作喜剧《千金女贼》；同年，她还在与田雷搭档主演的都市爱情轻喜剧《我的婚姻谁做主》中饰演了事业心极强的女主角唐晓晓；此外，张萌还在于正版《神雕侠侣》中客串出演了痴情半生的瑛姑；以及，在古装玄幻武侠剧《秦时明月》中客串出演了温婉大气的丽姬；在都市励志喜剧《老板来了》中客串出演了美丽的老板娘关秋月。
2015年，张萌与李晨、陈赫、张歆艺等人联袂主演了都市情感轻喜剧《三个奶爸》，并在剧中饰演了外表娇柔，却个性独立的律政新人邹男；7月，张萌又与俞飞鸿、杨玏等人合作主演了都市情感话题剧《小丈夫》，其在剧中饰演的是天生就拥有指挥能力却因此遭遇婚姻暗礁的都市大女人陆小山，而她也因此获得了第22届华鼎奖中国百强电视剧最佳女配角提名；同年，张萌还与冯绍峰、马天宇、宋茜等人共同出演了根据郭敬明同名小说改编的玄幻剧《幻城》；此外，她还以主力队员的身份参加了明星体育竞技真人秀节目《中韩梦之队》。
2016年，张萌与刘恺威、王鸥、朱泳腾等人联袂主演了王为执导的都市情感轻喜剧《周末父母》。
2017年，张萌与冯绍峰、张雨绮、马天宇联袂主演的《幻城》番外篇，现代都市玄幻剧《幻城凡世》播出；随后，她还以特邀嘉宾的身份参加了安徽卫视生活真人秀《谁是你的菜第三季》；同年，张萌还与众多艺人联袂出演了民国喜剧片《鼠胆英雄》。
2018年，张萌与吴磊、秦昊、杨蓉等人联袂主演的现代悬疑冒险剧《沙海》上线播出。
2019年，张萌出演的科幻偶像剧《外星女生柴小七》播出，；10月28日，其主演的现实主义都市剧《安家》杀青。
2020年，张萌与佟丽娅、王耀庆共同作为飞行嘉宾参加了浙江卫视互动挑战真人秀《王牌对王牌第五季》的职场主题节目；6月，其参加的女团选拔节目《乘风破浪的姐姐》播出；同年，她还与朱亚文、万茜等合作主演了都市商战剧《商业调查师》；8月，参演新冠疫情报告剧《在一起》；9月17日，确定担任职业竞技励志节目《蓝莓孵化营》的首席孵化官；10月9日，参加的独立女性漫谈真人秀《发光的姐姐》第三期播出；11月13日，出演的湖南卫视全民音乐互动综艺《嗨唱转起来2》播出。
2021年，张萌加盟B站声音演员竞技节目《我是特优声》，担任飞行鉴声员。
商业调查师2021 饰演苏珊 导演刘一志 主演朱亚文、万茜、袁文康
在一起2020-9-29 饰演娇娇 导演杨阳 主演刘敏涛、贾乃亮、奚美娟、倪大红
安家2020-2-21 饰演张乘乘 导演安建 主演孙俪、罗晋、王自健、田雷
外星女生柴小七2019-8-19 饰演柴姐 导演高琮凯、刘瀚洋 主演万鹏、徐志贤、杨玥、王宥钧
沙海2018-7-20 饰演苏难 导演毛鲲宇、李泽露、邹曦 主演吴磊、秦昊、杨蓉、季晨
幻城凡世2017-3-8 饰演艳炟/焰主 导演周琳皓 主演冯绍峰、张雨绮、马天宇、徐可
周末父母2017-2-12 饰演赵茱迪 导演王为 主演刘恺威、王鸥、朱泳腾、赵楚纶
幻城2016-7-24 饰演艳炟 导演鞠觉亮、邹集城 主演冯绍峰、宋茜、马天宇、麦迪娜
小丈夫2016-5-1 饰演陆小山 导演姚晓峰 主演俞飞鸿、杨玏、田雨、许娣
老板来了2016-2-4 饰演关秋月 导演李海蜀、黄彦威 主演魏千翔、李彧、陈欣予、潘时七
秦时明月2015-11-29 饰演丽姬 导演李国立、郑伟文、卫翰韬、何振华 主演陆毅、陈妍希、蒋劲夫、胡冰卿
三个奶爸2015-10-21 饰演邹男 导演刘恺 主演李晨、张歆艺、陈赫、田雷
别让爱你的人等太久2015-8-11 饰演唐晓晓 导演小岛 主演田雷、龚蓓苾、高宝宝、高曙光
敢爱2015-3-12 饰演雷蕾 导演王迎 主演任重、贾景晖、曾泳醍、程雍
千金女贼2015-1-28 饰演姚媚儿 导演周晓鹏 主演唐嫣、刘恺威、杨蓉、杨祐宁
神雕侠侣2014-12-3 饰演刘瑛姑 导演李慧珠 主演陈晓、陈妍希、郑国霖、杨明娜
离婚律师2014-8-4 饰演焦艳艳 导演杨文军 主演吴秀波、姚晨、方中信、贾景晖
情定三生2014-7-9 饰演沈凌雪 导演田少波 主演杨蓉、蒲巴甲、朱一龙、郑佩佩
宝贝2013-5-14 饰演陈静波 导演梦继 主演张铎、雷佳音、牛莉、佟瑞欣
而立之年2012-9-8 饰演Jessica 导演罗长安 主演夏雨、梅婷、王策、范明
成长2012-8-3 饰演安叶 导演梦继 主演郭晓东、尤勇、宋春丽、李倩
尖刀队之血刃2012-3-23 饰演金镶玉 导演谷锦云 主演范雨林、崔波、刘小锋、沈晓海
你是我爱人2012-1-1 饰演廉洁 导演罗长安、陈建斌 主演张国立、陈建斌、邓婕、咏梅
男人帮2011-10-22 饰演刘冰冰 导演赵宝刚、王雷 主演孙红雷、黄磊、王珞丹、隋俊波
金枝玉叶2011-8-22 饰演玉琪 导演林龙、何洛、罗刚 主演田海蓉、赵子琪、苗侨伟、林保怡
开天辟地2011-6-15 饰演杨开慧 导演胡玫 主演黄海冰、靳东、龚洁、赵立新
唐琅探案2010-10-25 饰演黄阙 导演何洛、罗刚 主演霍建华、黄觉、金莎、魏千翔
利剑2010-2-24 饰演马梦兰 导演陈应岐、陈聚之 主演刘小锋、韩雪、周惠林、申军谊
赶走你的忧郁2010-2-3 饰演夏波 导演张国立、罗长安 主演张国立、吴越、吕凉、杨若兮
神话2010-1-2 饰演高岚 导演蒋家骏 主演胡歌、白冰、张世、陈紫函
鼠胆英雄2019-8-2 饰演枪神妻子 导演束焕、邵丹 主演岳云鹏、佟丽娅、韩童生、田雨
今年一定要嫁出去2011-8-19 饰演李颖 导演江传荣 主演斯琴高娃、贺刚、常蓝天、陆梅芳
第601个电话2006-8-18 饰演何玲 导演张国立 主演张柏芝、周笔畅、胡歌、张国立
2020 中国电视好演员蓝宝石组优秀女演员 （提名）
2020 腾讯视频星光大赏年度跨界艺人 （获奖）
2020 国剧盛典年度品质女配角 安家 （获奖）
2020 COSMO时尚盛典“时尚无惧”年度人物 （获奖）
2020 费加罗美妆盛典驭风无界奖 （获奖）
2021 精品风格云盛典最具女性态度艺人 （获奖）
2018 环球时尚新锐大赏年度最受关注艺人 （获奖）
2016 “风尚盛典”年度质感明星 （获奖）
2004 环球小姐北京选拔赛最具潜质奖 （获奖）
2004 环球小姐中国区总冠军 （获奖）
2000 澳大利亚国际华裔小姐总决赛五强 （提名）
1998 悉尼华裔小姐最上镜小姐奖 （获奖）
1998 悉尼华裔小姐亚军 （获奖）
2017 第22届华鼎奖中国百强电视剧最佳女配角 小丈夫 （提名）
2015 第17届华鼎奖中国百强电视剧最佳新锐演员 离婚律师 （提名）
出身于知识分子家庭的张萌从小受到了良好的教育，虽然性格活泼开朗，但遇到事情时却很沉稳，很有主见（新浪网评）。
在电视剧《宝贝》中，张萌饰演了80后夫妻中的静波一角，在剧中张萌一改以往活泼外向的表演风格，变得稳重内敛，十足赚人眼泪，让观众在静波的世界里时而扼腕叹息，时而捧腹开颜。除了在荧屏中留下了美丽倩影，张萌千变万化的形象更为观众展现出一个活灵活现，有血有肉的静波（大众网评）。
环球小姐出身的张萌自投身演艺圈以来，塑造了一个个让人记忆深刻的角色形象，刁蛮骄横的大小姐也好，精灵古怪的小女孩也好，张萌的每个角色都让人觉得真实而认真。除了演员身份之外，张萌还是一名歌手，在歌曲演绎上也体现了自己的独特风格，独具辨识度的声线，朗朗上口的旋律给歌曲带来了不可估量的感染力和展现力（新华网评）。
