2000年，張繼科加盟山東魯能乒乓球隊。2002年3月，張繼科進入國家二隊；5438年6月+10月，獲得首屆世界少年挑戰賽男單冠軍。2003年6月，他加入了國家隊。9月，他贏得了世界青年巡回賽新西蘭公開賽決賽。5438年6月+2004年10月，張繼科因違反隊規被送出國家隊。2006年6月，張繼科重返國家隊。2008年，張繼科在全國錦標賽中為解放軍贏得男子團體冠軍，壹舉成名。2009年世界杯團體賽第壹個世界冠軍。2011在鹿特丹男單決賽中獲得職業生涯第壹個世乒賽冠軍。2012，張繼科獲得世乒賽團體冠軍；8月，獲得倫敦奧運會男單冠軍，實現世錦賽、世界杯、奧運會三個單項冠軍的大滿貫。2013年巴黎世乒賽男單冠軍。2014在仁川亞運會上和馬龍壹起獲得男雙冠軍。2014張繼科在德國乒乓球世界杯上獲得第二個世界杯男單冠軍。2016年8月，張繼科在裏約熱內盧奧運會奪得乒乓球男單亞軍和乒乓球男團冠軍後，被體壇之外的大部分觀眾所熟知。
2016 12，張繼科發布個人首張音樂作品《心隱》。2017年2月，張繼科首次登上央視元宵晚會，演唱歌曲《同桌的妳》。