2012年在电视剧《活佛济公3》中饰演《天鹅梦》单元女主角仇天鹅。4月，参与拍摄由上海星酷影视打造的作品《万水千山风雨情》，剧中饰演角色高绫音、高绫韵一对双胞胎姐妹，命运却大相径庭；9月23日，主演电视剧《下一个奇迹》在美国杀青，张芷溪在剧中出演女一号梁晨一角。
2013年主演电视剧《精忠岳飞》，饰演岳飞之女岳安娘，电视剧由唐季礼监制、鞠觉亮执导，黄晓明、林心如、罗嘉良、吴秀波、刘诗诗、于荣光、邵兵等主演。主演《对不起爱上你》中饰演郝姐一角。
2014年在电视剧《月供》，出演女一号苏小亚。参与拍摄电视剧《茧镇奇缘》，片中饰演黄梦清、孟卓瑶两个角色，电视剧由李少红执导，改编自热门小说《塔罗女神探之茧镇奇案》。同年主演由桐华监制并策划的电视剧《抓住彩虹的男人》。7月主演了于正制作的古装电视剧《美人制造》，饰演金玉一角。8月5日主演电视剧《五鼠闹东京》开机，饰演白玉堂女友金亚兰，与陈晓上演一对生死恋人。
2015年4月13日，电视剧《寂寞空庭春欲晚》正式开机，饰演与琳琅一同入宫的好姐妹画珠。8月20日，电视剧《雪白血红》正式开机，芷溪饰演女一号苏莎，首次挑战女特工角色。
2016年2月，张芷溪参与拍摄大型古装电视剧《军师联盟》，饰演后三国著名的美女“洛神”甄宓。
