1993年，张东健拍摄首部青春剧《我们的天国》，正式荧幕出道。1997年，1月与李英爱合作主演剧情剧《医家兄弟》，凭借该剧获得MBC演技大赏最佳男演员奖和第33届韩国百想艺术大赏最受欢迎男主角奖。4月张东健与金南珠，韩在石主演爱情剧《天桥风云》，饰演富有野心的“李政”一角。

2000年，张东健与蔡琳主演爱情剧《爱上女主播》，饰演“尹享哲”一角。该剧最高收视达到48.3%（大韩民国全国AGB收视率）。2001年，主演犯罪片《朋友》，该片累计观影人次达到818万，为韩国2001年度最高票房电影。凭借该片获得第22届韩国青龙电影奖人气明星奖和第46届亚太电影奖最佳男配角奖。

2004年，与元彬主演由姜帝圭执导的战争片《太极旗飘扬》，该片总共创下累计1174万观影人次。凭借该片获得第25届韩国电影青龙奖最佳男主角奖。2005年，拍摄由陈凯歌执导的动作片《无极》，该片获得第63届金球奖最佳外语片提名。

2009年，张东健在动作片《台风》中饰演海盗“信”一角。2011年，与小田切让、范冰冰拍摄由姜帝圭执导的战争片《登陆之日》。

2012年，5月与金荷娜主演周末剧《绅士的品格》。凭借该片获得SBS演技大赏十大明星奖 、最优秀男演员演技奖。9月与章子怡、张柏芝合作拍摄爱情片《危险关系》该片亮相第65届戛纳电影节“导演双周”单元并且举行了全球首映仪式，并且入围多伦多国际电影节主展映单元进行了北美首映。

2014年，6月张东健和金敏喜搭档合作动作片《哭泣的男人》，饰演冷血杀手“坤”一角。2017年，8月主演犯罪片《V.I.P.》。同年确认首次出演爱情剧《我曾爱过你，想起就心酸》。

2018年，1月在与SM C&C完成圆满协商后离开公司，成立1人企划社。3月与柳承龙主演剧情片《7年之夜》，饰演一名为女儿复仇的父亲。4月搭档朴炯植主演律政剧《金装律师》，该剧翻拍自同名美剧。10月参演古装片《猖獗》。

2019，6月搭档宋仲基、金智媛主演奇幻剧《阿斯达编年史》，该片讲述在虚构的太古之初的土地“阿斯”之上所展开的英雄豪杰书写各自传奇的故事 。