2004年,毕业于北京电影学院04级表演系；同年,被导演胡雪杨相中出演《阿珍和她的女主人》开始正式出道。2005年,凭借《烩面馆》获得大学生电影节最佳女主角提名,同时还获得金鸡百花最佳影片奖,百合奖最佳影片奖。2007年,与马少骅,倪土共同参演由胡玫执导的无产阶级解放战争剧《浴血坚持》,并饰演区淑贤。2009年5月,与任程伟,巍子共同参演由楼健执导的谍战剧《地上地下》,并饰演肖涵。8月,主演由谢涛,郭彤,毕鉴威共同执导的《新警事之危险旅程》,并饰演玉子,在剧中形象上大有突破且看点十足。2011年6月,与黄海冰,张萌共同参演由胡玫执导的第一次全景式展现国内革命战争电视剧《开天辟地》,并饰演毛泽建；11月,与于震共同主演由王滨,高战共同执导的抗战传奇电视剧《一个鬼子都不留》,并饰演杏花；同年,与赵立新,古巨基,雷恪生,共同参演由胡玫执导的大型历史正剧《曹操》,并饰演一代才女蔡文姬。2013年,与陈浩民共同主演由庄宇新执导的古装探案悬疑剧《长安迷案》,并饰演翘翘。2014年7月,与徐冬梅,何润东共同参演由瞿友宁执导的现代都市生活电视剧《小时代之折纸时代》,并饰演Kitty；12月,与张蓝心,立威廉共同参演由王伟,毕国书共同执导的院线爱情电影《谁动了我的梦想》,并饰演艾丽。
在刺骨的寒风刮在身上生疼,让人瑟瑟发抖,而张玉洁不畏严寒,工作起来俨然一个"拼命三郎"。张玉洁在《新警事之危险旅程》能够全身心地体悟主人公周丽的巨烈心理变化,让自己和周丽融为一体,用灵魂细腻的感知和成熟的演技把周丽这一复杂的人物形象立体而饱满地呈现在观众面前。凭借不懈的努力和精湛的演技,张玉洁在《一个鬼子都不留》剧中把杏花诠释的淋漓尽致,一经播出便得到了观众的一致认可并积累了大量的粉丝而得到关注。张玉洁在《长安迷案》这部戏中人物的塑造,更能挑战"玉子"的表演功底,并让她又一次突破角色塑造的高峰。