2010年12月，以公開練習生身份參與同公司前輩SHINee日本一巡演唱會的舞蹈演出，代替受傷的成員鍾鉉跳舞。
2012年1月17日，張藝興以SM公司男子組合EXO成員身份首次亮相，公開藝名為LAY，同時公開第一支單人舞蹈預告《PHOENIX鳳凰》。
2012年4月8日，張藝興以S.M團體EXO和其子隊EXO-M組合中國成員身份正式出道。
2012年12月29日，張藝興作為中國成員參與SBS歌謠大戰SMThePerformance「SM7」特別舞臺。
2013年9月20日，出演SBSStarFace-off中秋音樂特輯，與隊友合作展示了TheBeatles的經典舞臺AllMyLoving。張藝興擔當詮釋了TheBeatles的靈魂人物JohnLenno的部分。
9月28日，張藝興與同隊成員KAI以及少女時代前輩金孝淵出演MENT的舞蹈節目Dancing9的特別合作。直播中出現音響故障，而他們在部分伴奏音樂缺失的條件下依然完成了合作。
11月在MBC可視電臺《偶像本色》中，張藝興吉他彈唱自作曲《寫給媽媽的歌》。
12月9日，EXO以《十二月的奇蹟》回歸，打歌期間，張藝興上臺進行鋼琴伴奏。
而在2014年4月份舉辦的日本FANMEETING中，張藝興再次進行了鋼琴伴奏。
12月12日，SMTOWN在微博公開SMROOKIES的SEULGI&IRENE的視頻，該舞蹈視頻的伴奏由張藝興原創，且通過國內外各視頻網站等官方途徑公開。
2014年5月23日，在屬於EXO自己的演唱會中，張藝興的公開了自作曲《I’m Lay》。
6月19日，代班主持《音樂風雲榜》，6月21日，嘉賓主持《全球中文音樂榜上榜》。
8月參加江蘇衛視個人綜藝《星廚駕到》。
9月參加浙江衛視綜藝節目《星星的密室》。
2015年2月11日，張藝興與柳巖、張泉靈等搭檔主持2015CCTV網絡春晚。
4月8日，人氣組合EXO成立三周年之際，SM正式宣布，公司已於2015年3月為EXO主舞張藝興（LAY）在中國成立工作室。張藝興因此成為SM公司成立26年來，首位獲得在中國開放自主發展權的中國藝人，此前關於其將與SM解約的傳聞也不攻自破。得知消息後，張藝興也表示，願意將自己中國的資源和影響力輔助SM公司，促進公司的成長和中韓文化的交流發展。
12月，張藝興將作為第15屆電影頻道電影「百合獎」的形象代言人出席盛會。
2016年1月30日下午，張藝興在橫店拍戲時，因一場騎摩託車的戲不慎摔傷。
2月3日下午，張藝興曬出一張自拍照，並作出「OK」的手勢報平安，張藝興寫道：「被準許下地後的第一個感悟：世界上最輕鬆的工作是平躺，但是腳踏實地的感覺更好。」
2月22日，張藝興在拍攝電影《老九門》的現場為演員和工作人員煮元宵。
2月29日，張藝興入圍第18屆華鼎獎「最佳新銳演員獎」提名。
3月1日，張藝興主演的《閉嘴！愛吧》在韓國首爾正式開機。
4月5日，法國薇姿官方微博宣布張藝興成為薇姿中國區代言人，同時成為薇姿亞洲首位男性品牌形象大使。
4月9日，張藝興等EXO成員出席第十六屆音樂風雲榜年度盛典並獻上表演，張藝興憑藉原創歌曲《一個人》斬獲「年度最受歡迎電影歌曲」以及"年度最受歡迎新人"兩項個人大獎。
4月17日，張藝興加盟《極限挑戰第二季》，天貓國際再次獨家冠名該檔明星真人秀節目第二季，並籤約張藝興為首任代言人。5月27日，SM數碼音源頻道SM STATION公開了第16位主人公EXO張藝興的Solo原創單曲《獨角戲》，《獨角戲》是張藝興在韓國發布的第一首個人歌曲，也是STATION發布的第一首中文歌，由張藝興親自作詞、作曲及編曲，並參與MV拍攝。 6月26日，張藝興憑藉在電影《前任2：備胎反擊戰》中的精彩表現，一舉摘得第四屆中英電影節最佳男配角獎。
7月12日，張藝興正式擔任湖南省共青團宣傳工作推廣大使，這是湖南共青團開創全國先河的創新之舉，也是"共青團+"有益嘗試。
7月17日，張藝興確認主演由南派三叔獨立打造的人物專屬故事《老九門番外之二月花開》，在該番外篇中繼續出演二月紅一角。
9月21日，SM娛樂表示「張藝興確實將在中國作為SOLO歌手出道，目前正在以下半年為目標進行中國SOLO專輯的準備，發行日期尚未確定」。
10月6日，華為手機官方微博宣布張藝興成為華為nova系列代言人。
10月7日，張藝興發布首張原創Solo專輯
截至2017年1月10日， 張藝興首張個人實體專輯發行不足百天，銷量破27萬，連破韓國solo專輯首日/首周/年銷紀錄，位居韓國2016年權威H榜銷量年度第四位。先行曲《What U need》，單曲橫掃海外榜單，創中國歌手最好成績。
10月28日，張藝興通過中國音樂網站及韓國各種音樂網站，公開首張迷你專輯《LOSE CONTROL》的全曲音源。
2017年1月27日晚，張藝興與井柏然在央視2017雞年春節聯歡晚會上合作演唱歌曲《健康動起來》；1月28日，由唐季禮導演執導的中印合拍功夫喜劇電影《功夫瑜伽》上映；2017年3月1日，張藝興工作室發布聲明，透露新的一年將與全新團隊合作，打開全新篇章，拓寬現有標籤，從「興」開始；4月6日，電影《建軍大業》曝光演員陣容，張藝興在片中飾演秋收起義總指揮盧德銘。
9月，張藝興曝光第二張個人專輯先行曲《I NEED U》，同月曝光其全新專輯名稱—《SHEEP》並正式開啟數字專輯預售。10月7日，張藝興的第二張個人專輯《SHEEP》與同名主打歌MV正式上線
。9月，張藝興專輯Showcase「張藝興2017事業版圖發布會」的預告片發布。11月22日，張藝興榮獲第十四屆MAHB年度先生盛典年度先生。
12月1日，擔任《偶像練習生》全民製作人代表。
12月3日，張藝興的《SHEEP》獲得2017年騰訊視頻星光大賞頒獎禮年度專輯。
12月6日，第一財經周刊與凱度華通明略聯合發布張藝興的「明星價值榜」，張藝興排名12位。
12月9日，參加《天籟之戰》。
12月22日，攜唱片《Winter Special Gift》回歸，主打歌《Goodbye Christmas（聖誕又至）》MV上線。
12月31日，加盟「啟航2018」央視新年晚會。
參加2017-2018湖南衛視跨年演唱會。
1月，參加的綜藝《信中國》開播。
1月8日，演唱的浦發銀行信用卡品牌主題曲《夢想起飛》上線。同月，張藝興參加《快樂大本營》錄製。
1月15日，參演的《一切如你》MV上線。
1月31日，張藝興獲得「2017中國慈善名人榜TOP30」第18名，2017中國時尚權力榜年度時尚製作人。
2月15日，參加2018年央視春晚。
3月26日，憑專輯《LAY 02 SHEEP》，獲第25屆「東方風雲榜音樂盛典」最受歡迎男歌手、最佳專輯和最佳製作人3項大獎。4月，參加《極限挑戰》第四季。
2018年暑期檔，參演的黃渤導演處女作電影上映。
4月11日，第12屆明星作家榜發布，張藝興以50萬版稅位居第9名。4月12日，受邀擔任首屆格萊美音樂節2018-2019年度宣傳大使。
4月30日，張藝興獲「五四優秀青年演員」稱號。
5月4日，參加2018年央視五四晚會《築夢新時代——2018「五月的鮮花」全國大中學生文藝會演》，演唱歌曲《紅旗飄飄》。
7月，參演電影《一齣好戲》主題曲《最好的舞臺》MV。
7月13日至15日，隨組合在首爾高尺天空巨蛋舉行EXO安可演唱會「EXO PLANET #4 – The EℓyXiOn [dot] –」；7月20日，出演的電視劇《沙海》播出。
7月25日，參與合唱的電影《一齣好戲》推廣曲《最好的舞臺》發行。
7月28日~30日，隨組合參演的「SMTOWN LIVE 2018」在日本大阪巨蛋舉行。
8月，受邀參加流行天王麥可·傑克遜誕生60周年紀念項目。8月4日，參加綜藝節目《快樂大本營》。8月10日，主演的電影《一齣好戲》上映。
8月10日，參加綜藝節目《抱走吧！愛豆》。
8月15日，獲得第29屆中國電視金鷹獎觀眾喜愛的男演員獎提名。
8月23日，入圍2018全球華人歌曲排行榜年度全能男藝人獎。
8月31日，發行合唱單曲《Sheep》。
9月20日，成為騰訊地圖首位品牌代言人。
10月5日，發行單曲《Give Me A Chance》。
10月19日，發行專輯《夢不落雨林/NAMANANA》。
10月21日，參加綜藝節目《天天向上》。
11月2日，隨組合在仁川永宗島Paradise City廣場舉辦《EXO COMEBACK SHOWCASE 『TEMPO》首唱會，並發行專輯《DON』T MESS UP MY TEMPO》。
11月21日，張藝興入選中國文娛指數盛典2018年度藝人商業影響力榜，排名第5。
12月，獲得公告牌世界專輯藝人年終榜第二名，發行的專輯《夢不落雨林/NAMANANA》獲公告牌世界專輯年終榜第4位，張藝興成為該榜單上名次最高的solo歌手。同月，《第一財經周刊》與秒針系統聯合發布「2018最具商業價值明星榜」，張藝興排名第4位。
12月24日，發行單曲《When It’s Christmas》。
12月28日，隨組合參加的綜藝節目《2018KBS歌謠大祝祭》在韓國播出。
12月31日，參加湖南衛視2018-2019跨年演唱會。
2019年1月，參與錄製海天蠔油特約贊助播出的《吐槽大會》第三季。
1月，位列90後藝人商業價值榜第4位。
2月4日，參加2019中央電視臺春節聯歡晚會，演唱歌曲《中國喜事》。
2月19日，參加中央廣播電視總臺《2019年元宵晚會》，演唱歌曲《麻婆豆腐》。
2月22日，發行合唱單曲《LET』S SHUT UP&DANCE》。
2月26日，參演的電視劇《黃金瞳》在愛奇藝播出，在劇中飾演莊睿。
3月15日，發行合作單曲《Lovebird》。
5月4日，發行合唱單曲《青春頌》。
5月12日，參加的綜藝節目《極限挑戰》第五季在東方衛視播出。
6月12日，憑藉《一齣好戲》獲第25屆華鼎獎中國電影最佳男配角獎。
6月14日，發行專輯《Honey》。
7月6日起，在上海、重慶、南京、北京等4座城市舉辦首次SOLO巡迴演唱會。
9月9日，發行單曲《我不好》。
9月12日，參演的電影《一切如你》在中國大陸上映。
10月10日，張藝興工作室發文宣布因經紀人楊天真的身體關係，即日起停止與壹心娛樂的合作。
11月15日，發行單曲《晚安》。同月，參演微記錄片《十一書》。
12月6日，獲2020「尖叫之夜」盛典「亞洲全能藝人」和「年度音樂製作人」兩項榮譽。
12月8日，憑藉《夢不落雨林/NAMANANA》獲2019TMEA騰訊音樂娛樂盛典「年度暢銷數字專輯」獎。
12月14日至15日，在深圳大運中心體育館舉辦2019張藝興巡迴演唱會［大航海-深圳站］。
12月16日，發行單曲《外婆》。
12月17日，參演的電視劇《大明風華》在湖南衛視播出，在劇中飾演朱祁鎮。
2020年1月8日，獲我是頭條·2019今日頭條年度盛典年度全能明星獎。
1月11日，獲2019微博之夜微博年度最佳製作人和微博年度男神獎。同日，參加綜藝節目《快樂大本營》。
1月21日，參加綜藝節目《僅三天可見》。
1月24日，參加2020年中央電視臺春節聯歡晚會，表演歌舞《過年迪斯科》。
2月5日，發行合唱單曲《我們心在一起》。
2月20日，發行單曲《會好的》。
2月27日，發行合唱單曲《明天會更好》。
3月，發行合唱單曲《LOVE YOU MORE》。
3月18日，發行單曲《最美風景線》。
3月28日，發行單曲《少年行》。
4月，加盟綜藝節目《極限挑戰6》。
4月16日，參演的綜藝《我是唱作人2》定檔在愛奇藝播出。同日，參加的綜藝節目《希望搜索詞》定檔在央視綜藝頻道播出。同月，加盟綜藝節目《少年之名》。
5月10日，參加的綜藝節目《極限挑戰》第六季定檔在東方衛視播出。