2000年，张迪考入中央戏剧学院表演系本科班。

2001年，张迪首次触电，在电视剧《激情燃烧的岁月》中客串八路军司机。

2002年5月20日，还是大学生的张迪在吴奇隆主演的科幻电视连续剧《冒险王卫斯理/少年王——红岩天书》中饰演顽皮无厘头的孩子祁宝，完成了自己的荧屏处女作。

2003年，张迪在江珊主演的电视剧《真情不眠—太阳泪》中饰演失足少年杨阳。

2005年，张迪在黄维德、胡静主演的清宫戏《大清后宫》中饰演四阿哥——咸丰皇帝。后在青春偶像剧《同居男女的故事》中饰演男一号方小南。

2006年，张迪在刘晓峰主演的《浪漫爱人》中饰演周郁林。同年，大型选秀节目红楼梦中人启动，张迪获得了宝玉组三强，同时发行个人单曲《梦中人》，但未能出演新《红楼梦》中贾宝玉一角。

2008年，张迪在袁立主演的《母仪天下》中饰演聪颖好 学且温文有礼，无心于政，却情种万般的刘康。同年，在王姬主演的《大风歌》中扮演心地善良、懦弱多病、厌恶权力的刘盈。后参演以红楼梦中尤二姐尤三姐的故事为主的电影《九龙佩》，出演柳湘莲一角。

2009年，张迪在贾一平主演的《经纬天地》中饰演聪明善良骄傲有骨气玉凌风。同年，参演电影《我们毕业的夏天》。7月，《新水浒传》正式开机，张迪在剧中饰演天英星“小李广”花荣，与李宗翰等人展开第一次合作。

2010年，张迪在任泉主演的《又见白娘子》中饰演痞气少爷金乐舍。又在《王海涛今年四十一》中饰演王海涛的的秘书曹秘书。

2011，张迪在《大秦帝国之崛起》中饰演一代君王赵孝成王。同年，参与简远信监制的古装电视连续剧《薛平贵与王宝钏》，在剧中饰演成熟稳重、骁勇善战的大姐夫苏龙。

2012年，张迪与李宗翰第二次合作出演《百万新娘之爱无悔》，剧中饰演孝顺、活泼的成年林嘉佑。后在《新洛神》中担纲男二号，出演饰演腹黑霸气的曹魏高祖文皇帝——曹丕。

2013年，张迪与陈键锋联手出演《封神英雄榜》，剧中饰演周武王姬发。同年，在《八仙前传》单元剧中饰演八仙之一曹国舅。并且出演电影《盗爱》，饰演贲放。

在年底开机的《家和万事兴》中联手李进荣，担纲主角，出演男一号富二代刘嘉佑。

2014年，张迪再次出演《封神英雄榜2》中周武王姬发。

2016年4月，电影《死神的爱》在北京开机，张迪出演其中梁坤一角。同年七月，《魔眼》开机。

2017年4月28日，张迪与付梦妮主演网络魔幻类大电影《游戏规则2017》在爱奇艺上映。同年在著名学者型导演边琦钧执导的《男狐传》中饰演主角欧阳卓。

2017年8月1日，由喻瀚湫导演执导的院线大电影《兵王传奇》在江苏南京开机。

2018年元月，改编自唐诗琦的原著《匠心》的同名电影在浙江东阳开机，张迪在影片中饰演陆曦一角。

2018年6月6日，电视剧《你永远在我身边》在北京举行了开机新闻发布会，张迪在剧中饰演一位眼科医生。