2011年张馨予开始频频亮相大银幕,由其主演和参演的电影《宅男总动员》、《不怕贼惦记》、《龙门飞甲》、《夏日恋神马》于2011年上映。《车在囧途》、《家办喜事》、《河东狮吼》等四部电影也正在拍摄中。2013年张馨予在电影《粉红女郎》中出演“男人婆”的角色。同年,在由唐季礼监制,鞠觉亮导演的中国国产历史电视连续剧《精忠岳飞》中饰演抗金女英雄梁红玉一角,诠释了一位能文能武,琴棋书画样样精通,排兵布阵不在话下的巾帼英雄形象。 在赖水清担任总导演,改编自金庸同名小说《天龙八部》中饰演丐帮副帮主马大元之妻康敏。
在宁财神编剧的电视剧《龙门镖局》中客串出演杨思维一角。在由山东影视集团(山东电影电视剧制作中心)出品的电视剧《到爱的距离》中饰演许楠一角。2014年年初,由简远信编剧的古装神话魔幻电视剧《封神英雄榜》登陆各大卫视,并持续收视冠军宝座,张馨予在剧中饰演苏妲己、胡仙儿二角。同年,在陈晓版《神雕侠侣》中饰演小龙女师姐赤练仙子李莫愁。在韩栋版《鹿鼎记》中饰演韦小宝七个老婆之一的苏荃。在范冰冰版《武媚娘传奇》中饰演唐高宗李治的宠妃萧淑妃,翩若惊鸿婉若游龙,继饰演李莫愁、妲己和马夫人之后再次饰演蛇蝎美人。