告别冰场的张曦文考上中央戏剧学院表演系。

2000年，主演电视剧《一路上有你》，剧中饰演王梓钰。2001年，主演英达执导的电视剧《候车室的故事》，在剧中饰演小乔 ，同年，参演电视剧《爱情滋味》，在剧中饰演雪儿。2002年，主演电视剧《男人四十跑出租》，在剧中饰演马丁丁。

2003年，参演杨亚洲执导的电视剧《浪漫的事》，在剧中饰演林晰。随后，她又主演电视剧《智慧风暴》，在剧中饰演夏天。同年，主演电视剧《女公安局长》，在剧中饰演黑蝴蝶。此外，她还主演数字电影《极度燃烧》，在片中饰演于菁。

2004年，主演张扬执导的亲情片《向日葵》，随后，张曦文与周迅、陈坤合作主演爱情电影《鸳鸯蝴蝶》。同年，参演电视剧《老娘泪》，在剧中饰演陶娜。此外，主演情景喜剧《快乐电信街》，在剧中饰演何薇。

2005年，参演电视剧《好好过日子》，在剧中扮演于建红。同年，参演电视剧《结婚吧我会更爱你》，在剧中饰演黄小甜。

2006年，主演电视剧《让爱自由》，在剧中饰演美琪。随后，参演电视剧《大槐树》，在剧中客串江氏一角。同年，主演数字电影《黑白对抗》，在片中饰演卢波。此外，她还主演数字电影《骑马下海》，在片中饰演姬红。2007年，主演电视剧《红海棠》，在剧中饰演王芡实。

2008年9月25日，虽然在16岁时就因为伤病而被迫离开了冰场。为奥运会献上了歌曲《我应该这样》。这首歌由张曦文、陈露、庞清、佟健 4位运动员合唱，共同拍摄MV。随后，在悬疑电视剧《红海棠》中扮演反一号，并录制该剧的主题曲。同年，主演电视剧《满堂爹娘》，在剧中饰演曹丽丽。此外，主演数字电影《危险关系》，在片中饰演于萍。

2009年，主演电视剧《成家立业》，在剧中饰演杨小钰。此外，她还参演电视剧《警眼》。同年，主演电视剧《家在南三条》，在剧中饰演米力。

2010年，主演电视剧《权力有限》，在剧中饰演杨海花。随后，主演电视剧《良家妇女》，在剧中饰演汪雪梅。同年，主演电视剧《血色恋情》，在剧中饰演佟秀凤。此外，她还参演电视剧《香草美人》，在剧中饰演川岛芳子。

2011年9月4日，张曦文参加上海东方卫视舞林大会节目，为观众献上舞蹈《独角戏》、《后羿射日》、《暗香》等舞蹈。参加2011年上海东方卫视星光版《舞林大会》，获得第三名。12月，主演《江山风雨几多情》，扮演角色穆来。

2012年5月，主演历史类电影《忠诚与背叛》首映，在片中饰演角色何梦兰。2012年6月，参演的电视剧《家在南三条》在河北卫视播出，在剧中饰演米力。2012年8月，主演剧情片《危情迷局》，在片中饰演天雪。2012年11月，主演的电视剧《战旗》在江苏卫视首播，在剧中饰演柳文婷。2012年12月，主演的言情剧《火红的日子》在辽宁卫视首播，在剧中饰演杨秀云。

2013年3月，主演电影《雷锋的微笑》，在片中饰演黄沛玲。同年，参与电视剧《特工003》（又名《高飞》），在剧中饰演封格格。

2014年，主演电视剧《一个人战争》，在剧中饰演美貌与智慧并存的密码破译专家“葛云” 。随后，领衔主演的微电影《乡味》，在片中担任女主角，同年，主演电视剧《功夫婆媳》，在剧中饰演蒋歌。此外，她还参演电视剧《铁核桃》，在剧中饰演七女。

2015年，参演电视剧《火线出击》，在剧中饰演李晓莉。同年，参演电视剧《领养》，在剧中饰演周雨桐。

2016年，主演电视剧《女子特战队》，在剧中饰演孟红。同年，主演电视剧《最好的遇见》，在剧中饰演何雨琪。此外，主演电视剧《铁核桃之无间风云》，在剧中饰演王玉兰。

2017年，客串电影《六年，六天》。2018年，主演电视剧《小娘惹》，在剧中饰演秀凤。