张芷溪出生于甘肃省陇南市文县，高考那年她以理科总分532的成绩考入了西南民族大学英文专业，大学期间，参加过央视益智类节目《开心辞典》的录制，大学毕业后，只身一人来到北京并取得了北京电影学院表演系MFA硕士的学位。
2011年，出演齐星执导的革命战争剧《光荣大地》，在剧中饰演拾粮的妹妹拾草，与崔林饰演一对兄妹，这是她的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈；同年，出演富哲平执导的剧情电影《美丽的心灵》，在片中饰演女主角小贝，这是她的首部电影作品。
2012年，出演陈浩民、林子聪、叶祖新主演的古装神话剧《活佛济公3》，在“天鹅梦”单元中饰演采药女仇天鹅；同年，与郑嘉颖、徐熙颜、戴春荣合作主演民国爱情悬疑剧《万水千山风雨情》，在剧中一人分饰二角，分别饰演了容貌相同但命运却大相径庭的双胞胎姐妹高绫音、高绫韵；之后，与谢霆锋、张卫健、王鸥合作主演青春励志剧《下一个奇迹》，在剧中饰演美丽大方且温柔可人的女主角梁晨，这也是她首次在影视剧中担纲女一号。
2013年，出演鞠觉亮执导的古装剧《精忠岳飞》，在剧中饰演男主角岳飞的女儿岳安娘，与黄晓明饰演一对父女；同年，与刘诗诗、吴秀波、耿乐合作主演都市情感剧《对不起爱上你》，在剧中饰演暗恋男主角佟锡林的郝姐；随后，与宋茜、蒋劲夫、杨洋合作主演民国传奇剧《茧镇奇缘》，在剧中一人分饰二角，分别饰演了端庄优雅、留学归国的黄家大小姐黄梦清及黄家大太太孟卓瑶。
2014年，与郭京飞、陈赫、王鸥合作主演都市情感剧《月供》，在剧中饰演女主角苏小亚；同年，与刘恺威、郑爽、李东学合作主演年代情感剧《抓住彩虹的男人》，在剧中饰演自幼父母双亡、内心有着深深的自卑和不安全感的江家养女方菲菲；之后，与陈晓、郑爽、严屹宽合作主演的古装武侠剧《五鼠闹东京》，在剧中饰演白玉堂未婚妻金亚兰；此外，她还出演了金世佳、杨蓉、邓萃雯主演的古装喜剧《美人制造》，并在剧中饰演了婉约清丽、冷峻爽利的金玉。
2015年，出演吴锦源执导的清装宫廷剧《寂寞空庭春欲晚》，在剧中饰演与女主角卫琳琅一同入宫的好姐妹画珠；同年，与于毅、王劲松、曹克难合作主演谍战剧《黑土热血》，在剧中饰演身手敏捷且心思缜密的女主角苏莎，这是她首次在影视剧中尝试女特工的角色。
2016年，与吴秀波、刘涛、李晨合作主演古装剧《大军师司马懿之军师联盟》，在剧中饰演魏文昭皇后、曹叡生母甄宓；同年，与李东学、高钧贤、曾江合作主演古装探案剧《包青天》，在剧中饰演裕王赵喆的女儿、裕王府的首席谋士公孙秀；随后，与梁大维、张瑞涵、艾晓琪合作主演古装网络剧《热血书院》，在剧中饰演崔阀士的女儿崔伽罗。
2017年，与秦俊杰、徐璐、陆毅合作主演谍战剧《天衣无缝》，在剧中饰演特工方一凡；8月18日，作为颁奖嘉宾出席金骨朵网络影视盛典。
2018年，凭借古装剧《大军师司马懿之军师联盟》中的表现获得优酷YC盛典“潜力新人”奖；同年，与冯绍峰、陈宝国、张丰毅合作主演古装剧《山河月明》，在剧中饰演蒙古公主伯雅伦。
2019年，与李若嘉、张墨锡、郝泽嘉合作主演女性励志古装剧《皎若云间月》，在剧中饰演“纨绔少女”云浅月；之后，与肖顺尧、李艺彤合作主演电视剧《鬼吹灯》；同年，与张震、倪妮、李东学合作主演古装神话剧《宸汐缘》，在剧中饰演看似清冷高傲，实则外冷内热、善良聪慧的天族医仙青瑶。
2020年，凭借古装神话剧《宸汐缘》中的表现获得影视榜样·2019年度总评榜“人气女配角”奖；同年，与徐海乔、胡雪儿主演奇幻爱情电影《画心之双生劫》，在剧中饰演正直勇敢、爱憎分明的瑶儿；随后，与许凯、吴谨言、王一哲合作出演古装美食剧《尚食》。
万水千山风雨情2020-9-28 饰演高绫音、高绫韵 导演蔡晶盛 主演郑嘉颖、徐熙颜、戴春荣
尚食2020 饰演未知 导演王牧昀 主演许凯、吴谨言、王一哲
玉楼春2020 饰演未知 导演高寒、白云默 主演白鹿、王一哲、金晨
宸汐缘2019-7-15 饰演青瑶 导演林玉芬 主演张震、倪妮、李东学
天衣无缝2019-1-10 饰演方一凡 导演李路 主演秦俊杰、徐璐、陆毅
鬼吹灯2019 饰演未知 导演未知 主演肖顺尧、李艺彤、信鹏
皎若云间月2019 饰演云浅月 导演郭虎 主演佟梦实、程砚秋、向昊
热血书院2018-7-4 饰演崔伽罗 导演周琳皓 主演梁大维、张瑞涵、艾晓琪
茧镇奇缘2018-1-1 饰演黄梦清 导演李少红、曾念平 主演宋茜、蒋劲夫、杨洋
山河月明2018 饰演伯雅伦 导演高希希 主演冯绍峰、陈宝国、张丰毅
黑土热血2017-8-1 饰演苏莎 导演兰少寅 主演于毅、王劲松、刘威葳
大军师司马懿之军师联盟2017-6-22 饰演甄宓 导演张永新 主演吴秀波、刘涛、李晨
五鼠闹东京2016-2-17 饰演金亚兰 导演吴家贻 主演陈晓、严屹宽、郑爽
寂寞空庭春欲晚2016-2-1 饰演画珠 导演吴锦源 主演刘恺威、郑爽、张彬彬
包青天2016 饰演公孙秀 导演陆江、张朋元 主演李东学、高钧贤、曾江
抓住彩虹的男人2015-5-26 饰演方菲菲 导演吴锦源 主演刘恺威、郑爽、李东学
月供2015-1-31 饰演苏小亚 导演管虎 主演郭京飞、陈赫、王鸥
美人制造2014-9-7 饰演金玉 导演李惠珠 主演金世佳、杨蓉、张哲瀚
精忠岳飞2013-7-4 饰演岳安娘 导演鞠觉亮、唐季礼 主演黄晓明、林心如、郑佩佩
对不起爱上你2013 饰演郝姐 导演尹涛 主演吴秀波、刘诗诗、耿乐
活佛济公第三部2012-7-25 饰演仇天鹅 导演林添一 主演陈浩民、林子聪、洪天明
光荣大地2012-1-1 饰演拾草 导演齐星 主演巍子、姚笛、刘佩琦
下一个奇迹2011 饰演梁晨 导演梦继 主演谢霆锋、张卫健、丁子峻
画心之双生劫2020 饰演瑶儿 导演赵侠 主演徐海乔、胡雪儿
莲香2019 饰演莲香 导演未知 主演魏千翔
美丽的心灵2011 饰演小贝 导演富哲平 主演高郡伟、赵洪纪、赵文瑜
影视类
2020-01-07 影视榜样·2019年度总评榜“人气女配角” 宸汐缘 （获奖）
2018-03-30 优酷YC盛典“潜力新人” 大军师司马懿之军师联盟 （获奖）
张芷溪对情感戏的拿捏十分到位，她的领悟力也极强。张芷溪是一个勤奋而又努力的女演员，她能够很精准地诠释角色，并给合作演员以及观众心中留下了深刻的印象。在一组写真中，她身着白色蕾丝纱裙和红色抹胸一字领长裙，将白玫瑰的冷艳矜持与红玫瑰的热情妩媚演绎得淋漓尽致（网易评）。
张芷溪不仅容貌出众，还是娱乐圈中少有的高材生。在央视《开心辞典》暑期特别节目中，凭借其得体的言谈举止、深厚的知识底蕴而被评为“才貌双全女大学生”（凤凰网评）。
张芷溪在多部影视剧中，饰演了不少个性鲜明的古典仕女形象，并展现了自己对于古典仕女形象的塑造力。在电视剧《黑土热血》中，她一改恬静柔美的荧幕形象，颠覆出演中统高级特工；身穿日式和服的造型格外引人注目，她烈焰红唇的扮相美艳逼人又透着凌厉杀气；另一套军装制服的扮相则流露一种不羁与洒脱，英姿飒爽别有韵味，与之前美艳的和服造型形成了极大的反差，也让观众对她剧中的多面身份产生强烈好奇（腾讯评）。
张芷溪在电视剧《大军师司马懿之军师联盟》中，将甄宓的一言一行拿捏得很精准，高度还原了魏晋士族女性贤良淑德却又追求平等自尊的别样风采，她也凭借认真努力的表演而获得观众的认可（新浪评）。
