2020年3月7日，与张译合作主演的破案悬疑剧《重生》播出，以其出色的人物塑造，收获如潮的好评；4月25日，与章若楠合作主演的古装爱情轻喜剧《师爷请自重》在优酷视频播出，他所饰演的男主角唐天远，是一位高冷毒舌的男神县令；7月23日，出演的古装励志校园剧《漂亮书生》首播；8月18日，主演的都市情感剧《他其实没有那么爱你》在爱奇艺独播，饰演无人机研发工程师Sam；9月21日，参演的警察题材青春励志剧《阳光警察》在爱奇艺上线，剧中饰演片警赵家辉。

2021年2月20日，与宋妍霏、马栗、曹峻祥等联袂主演的古装剧《两不疑》杀青，在剧中饰演文治皇帝萧锦昀；6月11日，与江疏影、杨采钰等联合主演的都市情感剧《欢乐颂3》开机；8月31日，与盖玥希合作主演的电视剧《一剪芳华》开播，在剧中饰演立志成为大裁缝的天赋少年陆远之，该剧因诸多高光表现，而广受网友好评；9月8日，主演的电视剧《你好检察官》在浙江卫视、优酷播出，在剧中饰演自信高傲的海归律师任天宇；12月5日，特邀出演的悬疑电视剧《谁是凶手》播出，张昊唯虽出场短暂，但因出色的演技给观众留下深刻的印象。

2022年4月18日，与杨洋、赵露思等联合主演的古装武侠言情剧《且试天下》在腾讯视频全网独播，其在剧中饰演天人玉家的后人玉无缘，获得业内外观众的关注；7月9日，主演的电视剧《老家伙》杀青。

2023年4月6日，参演电视剧《恩爱两不疑》播出；6月18日，特邀主演的古装商战剧《长风渡》播出，在剧中饰演叶世安，该剧在灯塔、猫眼、云合等平台的榜单位居榜首，刷新多项数据；9月20日，参演电视剧《特工任务》播出；同年11月，张昊唯获得2023爱奇艺尖叫之夜年度进取演员奖。

2024年1月31日，与张天爱搭档主演的古装爱情剧《阿麦从军》播出，在剧中饰演南夏先太子的遗腹子商易之；2月2日，参演的《蜀锦人家》杀青；3月16日，参演的电视剧《欢乐颂5》上线；5月16日，参演的电视剧《庆余年第二季》播出，并献唱插曲《哎呀》；7月29日，参演的综艺《毛雪汪夏天季》播出。

在《求婚大作战》中，张昊唯不仅对剧中角色进行了还原，表演张弛有度，同时还将创作性延展，观众也被他所饰演的陈浩南深情凝望女友的戏份感动。（网易娱乐、新浪娱乐 评）

张昊唯在《温州两家人》剧中，与郭涛、袁咏仪等资深演员同台飙戏，毫不怯场。从《淑女涩男》中的暖萌富二代，到《他来了请闭眼》中的运动校草，再到《温州两家人》中的老实本分，张昊唯在连续三部作品中三个完全不同的角色，他都能演绎得栩栩如生又各有亮点，给观众留下了很深的印象。（新浪网 评）

2024年8月6日，网传张昊唯爆料戴向宇曾嫖娼，引起热议。对此，张昊唯发文回应，称自己跟戴向宇大哥素不相识，关于戴向宇的部分完全不是事实，此事纯属乌龙。他表示：“这次聊天是好多年前，当时就是跟朋友在篮球场热身的时候闲聊八卦，不知何时也不知为何被录了音，音频经过加工，指向性离谱。我为我自己不负责任的言论和做法向戴向宇大哥道歉，也为这次占用了公共资源向大家道歉。

2024年8月19日，有媒体曝光张昊唯涉嫌做假账和逃税。其中，爆料中涉及的南京张开手影视文化工作室成立于2015年5月，投资人为张骁晗（张昊唯）。从爆料的聊天记录中看，张昊唯试图采用多种方式避税逃税，根据聊天记录，他还曾在对话中使用“培养妈咪”“笼络天南地北小姐”“整合头部资源”等词。优点娱乐还释出了聊天记录中的张昊唯录音。

2024年8月19日，张昊唯工作室对媒体曝光张昊唯涉嫌做假账和逃税做出回应：

在税务问题上我们一直本着合理合法纳税的原则，绝对没有任何的偷税漏税行为，税务的完税证明我们已经发出，清者自清请广大网友监督。

关于视频录音等爆料的真实性后续相信公安机关会给出一个公正的结果，此事牵扯到一个刑事案件，早在一周前我们已经报警，等待后续的处理结果，因案件正在受理办理中一些细节我们现在不便公开，相信公安部门会给出一个公证的结果。

2024年8月24日，演员张昊唯发布个人微博，公开立案书、调解书和无犯罪记录证明等，回应近日爆料事件，正文如下：最近几天的纷纷扰扰，目前有了阶段性的结果，在此向大家做一个说明。制造这起事件的，是我身边一起从小长大的人，我们因为一起财务纠纷反目成仇，最后闹到对我造假爆料这步田地。感谢警方，在我报案立案后迅速有结果。但治安处罚是不够的，我还会起诉索赔，惩罚造假的人，官司打几年我都奉陪到底。另外，敲诈勒索的刑事立案，也已经有了重大进展，有结果我会第一时间发布出来。2024 年8月，是我人生的至暗时刻，被团伙敲诈，被发小坑害，被网络暴力。但我也有深刻反思，这次事件暴露自身的一些问题。在此也向广大公众致歉。同时，他表示将暂停演艺工作，解决好官司，给大众一个交代。

2024年8月25日凌晨，张昊唯再发文称，“暂时告别社交媒体，专心案子和维权官司。”