2009年4月，出演由王小康執(zhí)導，和李宗翰，涓子，何建澤等合作的電視劇《婚后三十年》，張定涵出演性格潑辣，個性爽朗，刁蠻驕橫的女一號蘇蕾，張定涵跨越25年出演不同年齡段的角色;7月，張定涵出演賴水清導演的年代戲新版《再見艷陽天》，飾演女一號美女軍護丁敏;12月張定涵出演導演康寧執(zhí)導的《那些年那些事》中溫文爾雅、秀麗大方的美女知青韓可可。

2010年，張定涵出演黑幫抗日劇《斷箭》，飾演女一號上海黑幫老大的女兒龍美君。2011年5月，張定涵出演《天涯明月刀》的女主角，武林女諸葛明月心以及客串出演央視電視劇《光榮大地》飾演草兒秀。2013年，張定涵出演翻拍劇《新甘十九妹》女一號，甘十九妹。

2014年出演范冰冰、張庭等主演的古裝歷史劇《武媚娘傳奇》，在劇中分飾鄭婉言和長孫皇后兩個角色。