2001年，张润考入
沈阳音乐学院舞蹈系，学习六年
中国舞。2006年4月，参加
新浪网与
湖南卫视举办的“
寻找紫菱”活动，从5000位选手中脱颖而出，成为沈阳赛区进入总决选的“紫菱”；同年10月，参加湖南卫视星姐比赛，夺得星姐总冠军。2007年，张润考入中央戏剧学院表演系。
2012年，出演
吴祖云执导的剧情片《
太阳花开》，而这也是她的首部影视剧作品。2013年，张润与
吕一、
徐海乔合作出演青春爱情片《
爱要大声说出来》。2014年，出演由亚华执导的科幻惊悚片《
异次元迷宫》，饰演聪慧的银行职员郅慧；与此同时，她还与郭京飞、
甘露、
李倩合作出演了悬疑网络剧《
暗黑者》。
2016年，出演沈航执导的都市情感剧《
黄大妮》，在剧中饰演工业局局长的掌上明珠丁美丽。2017年6月，与
张子枫、
张逸杰合作出演的青春喜剧电影《
李雷和韩梅梅》上映，张润在片中饰演清纯知性的成年韩梅梅；此外，她还与
苗圃、陈龙合作出演了近代传奇剧《
桃花依旧笑春风》。
2018年5月，张润与
徐小飒、
郭东文合作出演的年代抗战剧《
硬骨头之绝地归途》在湖北卫视播出，在剧中饰演拥有神秘的身份且懂得审时度势的谭卓茹。同年9月15日，参演《
追捕者》，饰演陈美琳。
2019年2月，张润与何冰、刘蓓共同出演的年代剧《
芝麻胡同》在北京卫视、东方卫视播出。
2022年3月，与于晓光、甘婷婷、曹征领衔主演的现实主义剧《
爱拼会赢》上映，在剧中饰演戴玉萍。
2024年4月2日，主演的民国动作电影《
蝶影救赎》上线；6月11日，出演的国内首部航母舰载机题材军旅剧《
海天雄鹰》播出。
张润气质忧郁，脸型像范冰冰。张润在电视剧《黄大妮》中饰演丁美丽，她以清纯的装扮出场，时而表现出青涩干练，或是婚后霸气女强人，都将丁美丽各个年龄阶段诠释得恰当好处，收获了不少观众的喜爱。（新浪娱乐、北青网评）
张润凭借《异次元迷宫》、《暗黑者》等影视剧的可圈可点的表现，演技得到提升。在电视剧《硬骨头》中，张润出演的巧儿非常出彩，张润的专业、敬业与表演的可塑性成为她与很多作品结缘的原因。（网易娱乐）