2000年，张晋开始从幕后走向台前，在由黄海冰、王艳主演的武侠爱情剧《武林外史》中出演熊猫儿的跟班驴蛋 。2001年，在由吴奇隆、朱茵主演的古装武侠剧《萧十一郎》中饰演冷酷无情、逍遥侯的徒弟雪鹰。

2002年，张晋在张艺谋转型拍摄的首部武侠片《英雄》中担任甄子丹的专替，并担任片中“无名与长空围棋院雨中打斗”的武术指导。2003年，张晋在好莱坞动作喜剧片《霹雳娇娃2》中担任武术指导；同年，担任好莱坞动作片《夜魔侠》武术指导。

2004年，张晋在古装动作片《无敌英雄》饰演新一代精武门的掌门人林振声；2月20日，张晋与蔡少芬、于波合作主演的古装奇幻武侠剧《水月洞天》播出，在剧中饰演心智不全但武功高强的童心；同年，《水月洞天》续集《灵镜传奇》播出，张晋继续出演童心一角，但因接受了大哥童博的灵智从而变得智慧过人 ；同年，在民国爱情剧《上海滩之侠医传奇》中饰演富家子弟于俊浩 。

2005年，张晋在古装动作片《夜宴》担任武术指导。2006年，张晋首次担任传奇剧《梁山伯与祝英台》的动作导演 。2007年，张晋主演了励志剧《温州人在巴黎》，在剧中饰演商界新秀陆子昊，并献声主题曲《Paris》；同年，古装历史片《大明天下》中饰演武二进。

2008年10月24日，功夫动作片《武术之少年行》上映，张晋在片中饰演心性简单的职业武术指导郭楠 。2009年，与黎姿、孙耀威合作主演的福音电影《流浪汉世界杯》上映，张晋饰演失意的足球球员林世荣 ，该片获得中美电影节金天使奖，成为首部获得此奖项的香港电影 。

2010年10月21日，张晋与蔡少芬合作出演的都市爱情片《爱情维修站》上映，他在片中饰演了风流潇洒、才华横溢的职业摄影师杨卓 ；11月，张晋参演的革命剧《红七军》在央视黄金档播出 ；同年，主演的福音音乐剧《真爱不老》在香港浸会大学会堂公演。

2011年8月21日，张晋参加了东方卫视舞蹈节目《舞林大会》，并为张宇演唱的《大女人》担任伴舞，之后因档期问题退赛；同年，在武侠剧《南少林荡倭英豪》中饰演刻苦努力的林展浩，并献唱主题曲《嘿！兄弟》和插曲《海中央》。2012年6月21日，与万梓良、薛凯琪合作主演的喜剧爱情片《悬红》上映，张晋在片中饰演反派叶安。

2013年1月8日，由王家卫执导的动作片《一代宗师》2D版在中国内地上映，张晋在片中饰演野心勃勃、心术不正的形意拳宗师马三，凭借该片中的表现他获得了第33届香港电影金像奖最佳男配角奖 ；1月28日，张晋与蔡少芬共同参加上海东方卫视春晚，并献唱歌曲《东·西》 。

2014年1月31日，张晋与周润发、谢霆锋合作主演的喜剧片《澳门风云》上映，他在片中饰演为人心狠手辣的护卫杀手鬼眼；2月14日，张晋夫妇登上央视元宵晚会，并合唱歌曲《平凡相恋》；11月21日，其搭档彭于晏、洪金宝出演的动作片《黄飞鸿之英雄有梦》上映，张晋在片中饰演北海帮帮主之子伍盛 。

2015年6月18日，张晋与吴京、古天乐合作主演的动作片《杀破狼2》上映，在片中饰演武功高强、为人心狠手辣的典狱长高晋，该片取得5.6亿人民币的票房成绩，凭借在该片中的表现张晋获得了第20届华鼎奖最佳男配角奖。

2016年3月4日，张晋与甄子丹合作主演功夫电影《叶问3》上映，他在片中饰演出身卑微但本质善良的咏春高手张天志；同年，主演由袁和平执导的动作片《叶问外传》；8月9日，张晋的蜡像入驻重庆杜莎夫人蜡像馆  。

2017年4月，在由刘镇伟执导的功夫喜剧片《十吨刺客》中饰演刺客龙飞；5月12日，其主演的黑帮传奇电影《毒。诫》上映，张晋在片中出演“慈云山十三太保”中的猫仔一角 ；9月22日，确定加盟动作电影《金蝉脱壳3：恶魔车站》；11月10日，张晋与余文乐领衔主演警匪动作片《狂兽》上映，他在片中饰演一位偏执成狂的香港警察西狗 ；12月21日，成立晋步天下影业影视制作公司，并宣布自导自演科幻动作电影《守陵人》。

2018年3月23日，张晋与约翰·博耶加、斯科特·伊斯特伍德、景甜等人联袂主演的科幻片《环太平洋：雷霆再起》在中国大陆和美国同步上映，他在片中饰演权将军一角；12月21日，由袁和平执导的动作电影《叶问外传：张天志》上映，张晋在片中饰演武功高强的咏春传人张天志 。

2019年7月2日，张晋领衔主演的犯罪动作片《九龙不败》上映，他在片中饰演的九龙是香港警界的精英干探。2020年10月29日，主演的电影《我的佣兵生涯》发布海报 ；12月31日，参加央视跨年晚会《启航2021——中央广播电视总台跨年盛典》。