2000年张洋洋出演杨德昌导演的电影《一一》，该片获得第53届戛纳国际电影节金棕榈奖提名，在片中张洋洋饰演调皮捣蛋的简洋洋，正式出道。

2002年出演舒淇主演的电影《三方通话》并客串了电视剧《爱丽希亚的梦中梦》；2003年参演电视台八点文件的《大爱的孩子─李素珠》，饰演一个过动及智能障碍儿。

2006年凭借主演的电影《指尖的重量》获得第10届上海国际电影节亚洲新人奖提名，张洋洋在片中饰演一位十四岁的大雨，一个出生在只有母亲的单亲家庭的孩子。

2007年主演的电影《流浪神狗人》入围韩国釜山电影节主竞赛单元，张洋洋饰演一个像个幽灵一样四处流浪的少年阿仙。

2007年12月6日张洋洋与林孟瑾等出席了在台湾举行的金马影展闭幕式。

戛纳国际电影节

• 200053届金棕榈奖一一（提名）

上海国际电影节

• 200710届亚洲新人奖指尖的重量（提名）

张洋洋演完处女作电影《一一》后，陆续演出了电影《三方通话》、电视剧《爱丽希亚的梦中梦》及《大爱的孩子》，他是一个很爱表演的孩子，在电影《指间的重量》中饰演的大雨是他以亲身经验，揣摩在电影中被同学欺负的主角心声，演技自然，尤其揣摩不良少年的神情相当出色。