2005年，参演首部电视剧《玉卿嫂》，正式进入演艺圈。2006年，参演电视剧《真情无限之继母》，饰演阿凡；同年自导自演话剧《和空姐同居的日子》 。
2007年，参演话剧《艳遇》。2008年3月-2010年3月，与刘烨、袁泉联袂主演由孟京辉执导的话剧《琥珀》 。
2011年，与蒋雯丽、邬君梅、梁静联袂主演都市情感电视剧《女人帮》，饰演从国外回来的都市型男叶平  。
2012年5月，参与拍摄女性励志剧《娘要嫁人》，饰演才华横溢、富有情调的文艺青年戴世亮[ ；9月，主演电视剧《红色》徐天（张鲁一 饰）
年代戏《乱世书香》，饰演温和儒雅，心地善良徐书成  。 2013年3月29日，参演的喜剧电影《厨子戏子痞子》在全国上映；4月，在张涵予、刘烨、黄渤主演的电视剧《火线三兄弟》中饰演手段狠辣的特高课课长高木 ，该剧自4月27日登陆北京电视台影视频道后，单集最高收视逼近七个点，平均收视率接近六个点，获得北京地区同时段收视冠军  。
2014年3月，主演的都市情感喜剧《一仆二主》在东方、深圳、山东、陕西四大卫视首播，剧中张鲁一饰演极品博士男齐建军 。2014年10月四大卫视联播的《红色》则让张鲁一尝到了走红的滋味，扮演低调、内敛、谦卑的隐形男徐天，看似文弱，实际身怀绝技却藏身弄堂大隐于市，颠覆以往抗日主旋律电视剧主角匪气形象。而同时开播的《谈判冤家》中，张鲁一转身成为了海归总裁，带给人不同以往的感觉 。
2015年，张鲁一还将有三部作品与大家见面。分别是刘进导演的《我的老婆大人是八零后》 ，路奇导演的《东方战场》 与高希希导演的《马上天下》  。主演谍战大戏《麻雀》 。
2016年，参演近代革命题材电视剧《燃情大地》，饰演男一号马中秋。 2006年9月 《建筑大师》[32]  北京人艺 濮存昕，陶虹
2006年12月 《和空姐同居的日子》 北京东方先锋剧场 沈佳妮
2007年3月 《艳遇》 北京保利剧场 夏雨、高圆圆
2008年3月-2010年3月 《琥珀》 北京保利剧场、国家大剧院 刘烨、袁泉 进入演艺圈以后，张鲁一饰演了多个具有独特个性的角色，展现了他的文艺气质（腾讯网评） 。在《火线三兄弟》中，他饰演的高木在心狠手辣、奸诈狡猾的性情之外也保留一些高雅的文艺情调；而在《女人帮》中，张鲁一更把自己的文艺时尚感表现得淋漓尽致 。      在电视剧《一仆二主》中，张鲁一饰演的齐建军是一个典型的博士形象，出演这个人物的过程中也让张鲁一的喜剧功力得以展现，与张嘉译、闫妮上演对手戏，三人很是默契，张鲁一的演技也获得了他们的认可 。     在电影《厨子戏子痞子》中，张鲁一扮演了日本大佐白川；在电视剧《火线三兄弟》中，他化身为特高课课长高木；张鲁一不仅将这两个反派人物演绎得入木三分，其冰冷却不失飒爽的形象，也让一些观众印象深刻 .