厚积薄发
1995年上半年，张继科来到二体的业余体校，1998年进入了青岛市专业队，一天三晌地练习。1993年，张继科开始跟随父亲学打乒乓球。2000年，进入山东鲁能乒乓球队。
2002年3月，张继科进入国家二队，并且获得了朝鲜公开赛团体冠军。6月，获得第一届匈牙利世界少年挑战赛男子单打、双打、团体比赛冠军。9月15日，在U-21日本公开赛男子单打决赛中，14岁的张继科在0-3落后岸川圣也的情况下连扳四局，以4-3的成绩逆转夺得冠军。
2003年1月，张继科进入国家一队。9月28日，获得世界青少年巡回赛新西兰公开赛男单冠军。
2004年，张继科获得亚洲青少年锦标赛团体冠军。10月，因违反队规被罚出国家队，下调至省队。
迎难而上
2005年，张继科在全国优秀青少年调赛中获得单打冠军。
2006年，张继科在全国锦标赛上打进八强，重返国家一队。
2007年，张继科参加萨格勒布世乒赛，与姚彦混合双打，在第二轮比赛中输给德国的苏斯/沃西。
2008年5月，张继科在北京奥运会之后开幕的乒超联赛中，作为山东鲁能的头号主力出场，长时间占据了胜率榜的前三位 。12月，在全国锦标赛上，张继科与王皓等人合作，以全胜战绩为解放军队获得男团冠军之后，又在男单比赛中连胜马琳、王励勤和王皓，一举获得男单冠军。
2009年的开局对张继科来说并不美妙，由于在横滨世乒赛队内选拔赛中不服从教练的暂停安排，他失去了参加西亚两站公开赛和世乒赛的单打机会。6月，张继科开始重新出发，在世界杯团体赛中获得职业生涯的首个世界冠军。之后，他还获得了该年亚锦赛的男团冠军等荣誉。
生涯巅峰
2010年3月28日，张继科以4-0的成绩打败高宁，首次获得个人亚洲杯男单冠军 。3月，张继科在“直通莫斯科”队内选拔赛第一阶段失利后，他在第二次选拔赛中重振旗鼓，相继战胜了王励勤、王皓和马龙，并取得了冠军；他也因此获得了首次参加世乒赛团体赛的资格 。同年5月，张继科在世乒赛团体小组赛中出场三次，一局未失；他在半决赛第三盘中以3-1战胜日本选手岸川圣也；在决赛中，张继科在提交名单前五分钟替换王皓担任第三单打上场，赢了苏斯，并拿下关键一分，帮助中国男团取得冠军 。8月22日，在苏州举行的国际乒联巡回赛中国公开赛中，张继科以4-3的成绩战胜马琳，夺得首个巡回赛男单冠军。9月，张继科在国际乒联的排名由第五上升2位，取得第三名。10月31日，德国乒乓球世界杯男子单打半决赛中，张继科迎战日本选手水谷隼，在大比分0-3落后的情况下，连扳四局逆转胜利（7局比分：11-13、10-12、6-11、11-9、11-5、14-12、11-4） [16] ；但在决赛中，以大比分1-4负于王皓获得亚军 。
2011年5月，张继科与王皓在第51届荷兰鹿特丹世乒赛中进入男子双打前四强，并且获得男单冠军。6月7日，张继科入围中国乒乓球队公布的2012年伦敦奥运会单打名单。11月，张继科在巴黎世界杯中获得单打冠军 。11月29日，张继科在英国伦敦国际乒联总决赛中取得男单亚军 ，同时和马琳获得男双冠军。12月1日，张继科超越王皓，在国际乒联排名榜上取得第二名。
2012年8月，在伦敦奥运会乒乓球男单决赛中，张继科以4-1战胜王皓夺得冠军；同时，他也实现了世锦赛、世界杯、奥运会三项冠军的大满贯，成为在中国男乒历史上继刘国梁和孔令辉之后的第三位大满贯选手 。
2013年2月20日，在科威特公开赛中，张继科以4-2战胜队友马龙，夺得赛季首冠，并与马龙的男双组合获得男双亚军。2月25日，卡塔尔公开赛，张继科因伤退赛，与马龙获得男双亚军。5月20日，张继科在第52届世界乒乓球锦标赛男单决赛中，击败王皓取得冠军；同时，他也成为历史上第七位成功卫冕世乒赛男单冠军之人 。
2014年10月26日，在乒乓球世界杯男单决赛上，张继科以4-3战胜队友马龙，距离第二次大满贯仅差一枚奥运金牌 。
陷入低谷
2015年5月苏州世乒赛之后，张继科由于腰伤错过了一些中国国家队的活动，随后又陆续缺席了几站乒超联赛和日本公开赛。伤病的困扰以及状态的不稳定，逐渐让他走进了职业生涯的低谷 。
2016年，张继科状态开始复苏，带着刘国梁给的“最后一次机会”出战吉隆坡团体世乒赛，他也因此在其中慢慢找回了状态 。3月20日，在国际乒联世界巡回赛科威特公开赛男单比赛中，张继科以4-1击败马龙夺得男单冠军，此前半决赛中，张继科同样也是以4-1击败了樊振东 。8月12日上午，在里约奥运会男子乒乓球单打决赛中，张继科以0-4负于队友马龙，获得亚军 。8月18日，在里约奥运会团体赛决赛中，与队友马龙、许昕以3-1击败日本队，并获得冠军，也因此实现了奥运中国男子团体3连冠 。
2017年2月，在卡塔尔公开赛中，张继科首轮以4-1战胜葡萄牙选手阿波罗尼亚；第二轮他在与日本选手丹羽孝希打了两个球后，因无法坚持比赛而宣布退赛 。4月15日，在亚洲乒乓球锦标赛男单半决赛中，张继科以3-2战胜林高远 ，并最终在决赛中获得季军。6月初，他在杜塞尔多夫世乒赛中以1-4负于韩国选手李尚洙而止步32强。随后6月在成都的中国公开赛，张继科首轮对阵吉田雅己，在打到第一局7-10的时选择退赛 。8月27日晚，在第十三届全国运动会上，张继科担任山东代表团旗手 。
2019年1月，张继科因为没有系统训练，已经退出2019年的世乒赛直通赛预选赛和决赛阶段的争夺。
