大学时期，张晨光就读于中国文化大学中国戏剧学系国剧组。

1983年在张佩华、侯冠群主演的电视剧《少年十五二十时》，饰演柯正刚。

1984年搭档寇世勋、沈海蓉主演爱情伦理电视剧《一剪梅》，饰演邢正杨。

1990年在电视剧《她的成长》中饰演纪方。

1992年以《京城四少》荣获金钟奖电视最佳男演员奖。

1995年在鞠觉亮执导的电视剧《燃烧的太阳》中饰演程震东。同年搭档俞小凡、潘仪君主演爱情故事电视剧《春风不问路》，饰演冯君达。

1998年在潘仪君、江淑娜主演的电视剧《女人三十》中饰演顾邦伟。2000年与邱心志、黄奕合作领衔主演电视剧《卧虎藏龙》，饰演铁小贝勒。 1996年搭档叶全真、韩湘琴主演电视剧《山水有相逢》，饰演王振伟。

2002年搭档陈美凤、江宏恩参演爱情电视剧《世间路》，饰演廖国辉。

2003年在高明伟、赵擎主演的喜剧《家有日本妻》中饰演林家安。

2004年再以《日正当中》获得电视金钟奖戏剧类男主角奖。2005年与陈浩民、郝蕾主演历史古装剧《烟花三月》，饰演孙延龄。同年主演《爱你不容易》饰演罗丹。

2006搭档吴君如、于和伟主演电视剧《我爱芙蓉姐》，饰演卢大辉。同年在电视剧《新昨夜星辰》中饰演邱明渊。

2007年在《奋斗》中饰演佟大为的父亲徐志森。在《千山暮雪》饰演温峥嵘的父亲慕长河。同年在《如意》中饰演叶海山。 在《敲敲爱上你》中饰演一位偏执的父亲。

2008年在苏有朋、韩雪主演的电视剧《热爱》中饰演沈思行。在富大龙、隋俊波主演的电视剧《罪爱》中饰演邹正。

2009年主演爱情台湾电视剧《七夕花》，饰演王一帆。同年在柯钦政执导的电视剧《敲敲爱上你》中饰演姚万传。在戴君竹、刘恺威主演的以上海和台湾为背景的电视剧《我在1949等你》中饰演唐浩仪。

2010年领衔主演台湾偶像剧《我的排队情人》，饰演张大宝。同年在李慧珠执导的宫廷悬疑魔幻剧《唐宫美人天下》中饰演长孙无忌。

2011年主演古装爱情剧《倾城雪》，饰演江学文。同年，在张自强执导的电视剧《如意》中饰演叶海山。在刘恺威、颖儿主演的电视剧《千山暮雪》中饰演慕长河。

2012年在《倾城雪》中饰演明代儒商。同年在冯小刚导演的《一九四二》中饰演张道藩。

2013年领衔主演青春悬疑武侠剧《仙侠剑》饰演宋宁远。同年在刘一志执导的电视剧《决战前》中饰演冯楚良。

2014年在姚芊羽、翟天临主演的电视剧《大当家》中饰演程逸飞。

2015年在《你是我的姐妹》中饰演集团总裁蒋大伟。 领衔主演青春悬疑武侠剧《仙侠剑》饰演宋宁远。 饰演抗战剧《野山鹰》中的王伯雄。 在军旅剧《雪域雄鹰》中饰演荣之跃。

2016年，参演的都市励志大剧《你好乔安》与《情满雪阳花》播出。在都市情感剧《太太万岁》中饰演楚杰。 同年，拍摄了抗战剧《灰雁》，饰演许非凡。拍摄了《真爱的谎言之破冰者》，在其中饰演反面人物蔡炳坤。 在丁黑执导的近代传奇大戏《那年花开月正圆》中饰演吴蔚文。

2017年，在《怒海红尘》后更名为《猛虎特战队》中饰演商界大亨楚天辰。参演的电视剧《欢乐颂2》播出，在剧中饰演包奕凡的父亲。在警匪题材巅峰力作《卧底归来》中饰演金飞。同年拍摄了蓝色青春励志偶像剧《游泳先生》。9月26日，“微博电u2022视影响力盛典”在上海举行，张晨光获得2017微博电视影响力盛典经典电视角色奖。

2017年11月9日，参演的长篇都市连续剧《新围城》在北京开机。11月11日，参演电视剧《阿那亚恋情》。

2018年1月，参演电视剧《都挺好》。1月16日，参演电视剧《长河落日》。2月15日，参加2018年央视春晚，与方芳、王姬、杜宁林表演小品《回家》。2月16日，参演的喜剧电影《祖宗十九代》上映。3月13日，凭借《那年花开月正圆》获中国电视剧品质盛典“年度卓越老戏骨”奖。3月16日，参演电视剧《邓丽君之我只在乎你》。4月14日，参演电视剧《风再起时》。4月，主演的电视剧《像我们一样年轻》杀青。4月18日，参演的电视剧《真爱的谎言之破冰者》上映。5月28日，美食题材的青春励志剧《像我们一样年轻》登陆湖南卫视，张晨光饰演高兴的父亲、“纠结虎爸”高放山。

《回首碧雪情－蒋碧微、徐悲鸿、张道藩的爱情故事》饰 张道藩（合作演员：李天柱、潘仪君）

中视《冠军家庭TV秀》

中视《大吉大利回娘家》（大年初二特别节目，与方芳主持）

华视《亚太之星》（与方芳芳主持）

台视《相好星期五》（与况明洁、于美人、小亮哥主持）

民视《周五强百乐》