2004年，因主演情景喜剧《乘龙怪婿》而正式出道。2006年，出演古装人物剧《北魏冯太后》。2007年，因出演悬疑剧《第二面》而受到关注。2009年，出演了古装剧《杨贵妃秘史》。2012年，主演了喜剧片《摩登年代》。2016年，主演悬疑片《风中有朵雨做的云》。
2017年，主演的剧情片《西小河的夏天》入围第22届釜山国际电影节“新浪潮”单元，并获得KNN观众奖 。2018年，参演娄烨执导的谍战片《兰心大剧院》。2019年，出演犯罪片《第八个嫌疑人》。2020年，主演的家庭悬疑剧《隐秘的角落》上线；同年，凭电影《风中有朵雨做的云》获得第十一届青年电影手册年度男配角。2022年，主演的现实主义情感剧《心居》播出。
1976年5月10日，身为客家人的张颂文出生在广东省韶关市。张颂文从小就喜欢电影，不过，他在职高毕业后，却先后做过印刷厂工人、饮料销售员、空调安装工、酒店服务员、饭店经理、导游等工作。
2000年，张颂文考入北京电影学院表演系高职班；求学期间，他担任了院学生会主席一职；毕业时，他因为在校期间的优秀表现被留校任教，成为表演研究所的一名表演老师。而他除了拍戏、给学生上课外，还做过导演、场记、统筹、编剧、剪辑。