2002年，13歲的博宇瞞著父親，上了母親辦的群星藝術(shù)學(xué)校，毅然走上了演藝道路。高二時(shí)，張博宇把父親張豐毅主演的電影《霸王別姬》改成了舞臺(tái)劇，并且是自編自導(dǎo)自演。演出時(shí)，呂麗萍發(fā)現(xiàn)了兒子身上的潛質(zhì)。

張博宇說(shuō)能走上演藝路完全是出于自己對(duì)于藝術(shù)的喜愛(ài)和支持，父母對(duì)于他的想法并不支持。父親張豐毅認(rèn)為兒子的外形并不理想，做演員恐怕會(huì)受到制約。

繼父孫海英在《魯豫有約》中說(shuō)了這樣一段話，表達(dá)了他對(duì)與張博宇關(guān)系的想法：生活當(dāng)中你還是得做楷模，榜樣不是說(shuō)起來(lái)很容易的，你自己首先做到，你才跟孩子能夠說(shuō)的起來(lái)，尤其我們這個(gè)關(guān)系，很奇妙一個(gè)關(guān)系，在別人看 來(lái)，實(shí)際就是沒(méi)有什么奇妙的，這就是一個(gè)父子關(guān)系。你怎么認(rèn)為都沒(méi)有用，因?yàn)槟阕约菏紫炔话炎约�，你不把自己�?dāng)成一個(gè)他的父親，你就是一個(gè)失敗者。

2011年，張博宇初登熒屏，在80集史詩(shī)電視連續(xù)劇中客串小角色初露頭角；其后，陸續(xù)在熱播劇《新編輯部故事》中飾演眼睛男小金，在《激情燃燒的歲月2》中飾演劉子，在電視劇《傳承》中飾演陳初。

2014年，在管虎執(zhí)導(dǎo)的電視劇《生死血符》中飾演勇敢堅(jiān)毅的陳國(guó)營(yíng)。

2014年，參與拍攝馮小寧導(dǎo)演史詩(shī)級(jí)電視劇《東方有大�！罚�該戲即將登上熒屏。

2015年，出演李玉導(dǎo)演電影《萬(wàn)物生長(zhǎng)》，作為主要演員之一，飾演厚樸一角。在其母親呂麗萍創(chuàng)辦的群星藝術(shù)學(xué)校的畢業(yè)大戲《一仆二主》中，扮演男主角特魯法爾金諾，被人熟知。在中央戲劇學(xué)院畢業(yè)大戲《世阿彌》中扮演主角世阿彌，表演得到肯定。此外，張博宇在真人秀《我不是明星第二季》展現(xiàn)了高大、性格耿直的特點(diǎn)，深受觀眾喜愛(ài)。

在《帶著父母去旅行》節(jié)目中，雖有部分節(jié)目錄制缺席，但仍有觀眾稱其家庭為在該節(jié)目中最喜愛(ài)的家庭組合。

在電視節(jié)目《美味星婆媳》中，張博宇母親呂麗萍和妻子張墨錫同臺(tái)獻(xiàn)廚藝，母親呂麗萍給兒子的一封信感動(dòng)了萬(wàn)千觀眾。

2016年，與王大陸、金晨、王櫟鑫合作主演懸疑網(wǎng)播劇《鬼吹燈之牧野詭事》，在劇中飾演為人老實(shí)但卻虎頭虎腦的王耀。之后，與王新軍、溫崢嶸、姚剛合作主演年代諜戰(zhàn)劇《半步之遙》，在劇中飾演潛伏的特工。同年，出演吳子牛執(zhí)導(dǎo)的古裝劇《于成龍》。10月，與張嘉譯、王珞丹、江珊合作主演醫(yī)療劇《急診科醫(yī)生》。

2018年4月17日，參演電視劇《盜墓筆記》第二季。

處女作：《別讓我撒謊》。

2010年，在中央戲劇學(xué)院畢業(yè)大戲《世阿彌》中飾演世阿彌。

2014年9月21日，張博宇與演員張墨錫結(jié)婚。

2017年9月3日，第十六屆電影表演藝術(shù)學(xué)會(huì)獎(jiǎng)——金鳳凰獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮在青島西海岸新區(qū)靈山灣影視文化產(chǎn)業(yè)區(qū)影視產(chǎn)業(yè)園舉行，張博宇獲得新人獎(jiǎng)。

“張博宇扮演的直男學(xué)霸+純情處男厚樸，面對(duì)吳莫愁扮演的花癡魏妍不惜與老師一戰(zhàn)，讓電影更真實(shí)更接地氣，難怪范爺都說(shuō)“星二代”張博宇演這部戲沒(méi)有走后門了。（影評(píng)人：小義大道）

“原本并不胖的張博宇為了演好影片《萬(wàn)物生長(zhǎng)》里的厚樸這個(gè)角色而增肥了不少，不僅肩負(fù)起影片中的不少笑點(diǎn)，且還生動(dòng)的演繹出了這個(gè)胖子對(duì)于愛(ài)情的向往及內(nèi)心的苦惱，特別是那場(chǎng)他從窗外窺見(jiàn)心愛(ài)的女孩正與老師一起時(shí)的戲，尤其出彩�！保ㄓ霸u(píng)人：阿木）

“肥肥胖胖是處男，暗戀魏妍亂惹禍，雜碎玻璃玩告白，狐朋狗友最逗比，打架沖在最前頭，卻是滑稽、仗義、癡情、荒唐俱全。完成插科打諢表演同時(shí)，還賦予角色一種深情。張博宇酣暢淋漓的演技，讓我刮目相看�！保ㄓ霸u(píng)人：釋凡）