2008年,张雨绮参演短片《露得清八方解码》,以及在《女人不坏》中饰演女主角美艳女强人唐璐。2009年接连出演了香港电影《财神到》及《刀见笑》。
2010年,张雨绮在王全安导演的《白鹿原》中饰演纯朴、善良、无助、无辜而又劣迹斑斑的女一号田小娥。2011年,张雨绮出演《钱学森》女一号蒋英,无论是外形还是气质,都较为贴近蒋英原型。
2013年5月14日,张雨绮作为第66届戛纳国际电影节官方特邀嘉宾亮相开幕式红毯。这是张雨绮继2013年10月12日柏林电影节推广大使之后,再次受邀亮相欧洲电影节,这也是其戛纳电影节红毯首秀。
2014年11月3日,张雨绮参演周星驰电影《美人鱼》,被网友曝出片场两人的工作照,两人在摄像机前谈笑风生极度融洽;11月25日,张雨绮等主演亮相浪漫喜剧电影《情敌蜜月》在上海举行了关机发布会。