2015年11月，张东润协助韩国警方抓获了在便利店中手持凶器的歹徒，这一正义行为受到了韩国警察局的表彰。大家通过监控设施注意到了样貌清秀的张东润，经过韩国SBS电视台的报道，在韩国引起了话题。随后，张东润被经纪公司Clover Company发掘，在其父母的支持下，成为了该公司旗下的演员 。
2017年3月，客串Naver TV网络剧《明日开始我们》 。7月，与金世正、金正贤合作主演KBS青春校园剧《学校2017》，饰演受到全校学生支持的学生会会长宋大辉 。9月，与蔡秀彬合作主演KBS 爱情独幕剧《如果我们是季节》，剧中饰演女主的青梅竹马严技硕 ，并凭借该剧入围KBS演技大赏男子独幕剧奖提名 。12月客串tvn独幕剧《朴代理隐秘的私生活 》 。
2018年3月，与李侑菲、李浚赫合作主演tvN爱情医疗剧《致忘记诗的你》，饰演实习生申民浩 。8月，特别出演由李应福执导的tvN电视剧《阳光先生》，饰演爱国学生俊英 。9月，客串KBS独幕剧《金枪鱼与海豚》 。10月，客串YouTube网络剧《顶级经纪人》 。11月，与李奈映合作主演个人首部电影《Beautiful Days》上映，在片中饰演李奈映的儿子 ，该片同时也被选为第23届釜山国际电影节的开幕片 。12，与金甲洙、朴世婉合作主演KBS励志校园剧《国标舞女孩》 ，并借此剧在KBS演技大赏中首获男子独幕剧奖 。
2019年9月，主演KBS古装浪漫喜剧《绿豆传》，饰演男扮女装潜伏在神秘寡妇村的全绿豆 ，并凭借该角色一举获得2019年KBS演技大赏迷你部门男子优秀演技奖 。