2010年11月，张琳芃转会加盟中超升班马广州恒大，转会费达到1200万元，而且还包括一百万的浮动条款。

2011年，由于受到伤病困扰和球队内部激烈的竞争，张琳芃在该赛季仅得到16次出场机会，其中8次作为首发登场。11月2日，在该赛季最后一轮，广州恒大客场2:2战平成都谢菲联的比赛中，张琳芃打进职业生涯的首个中超进球。他也随广州队收获了个人的第一个中超联赛冠军。

2012年初，广州恒大在西班牙拉练时，张琳芃也收到了意甲和德甲俱乐部的邀约。6月，随国家队同西班牙国家队热身时，也有球探询问张琳芃的情况。在该赛季的联赛里，张琳芃成为恒大主力右后卫。赛季中期，里皮顶替李章洙成为恒大主帅。但是张琳芃并未受到球队换帅的影响，依旧坐稳主力位置。

2013年11月9日，被誉为“亚洲最强对决”的亚冠联赛决赛在广州天河体育中心打响，广州恒大在首回合2:2打平首尔FC后，回到主场与对手打成1:1平，总比分3:3，凭借客场进球数获胜，张琳芃与球队成功捧起亚洲冠军联赛冠军奖杯。

2014年3月23日，在中超联赛与长春亚泰的比赛上，张琳芃代表广州恒大出场的第100场比赛。11月，赛季末张琳芃共为广州恒大队出场27次，并打入一球，最终帮助球队获得联赛冠军。

2015年2月7日，在广州恒大队与杭州绿城队的热身赛中受伤。7月20日，广州恒大淘宝足球俱乐部与球员张琳芃正式续约，新合同期为5年，直到2020年12月31日止。同年，助广州恒大队获得中超联赛、亚冠联赛冠军。

2016年，受伤病困扰，张琳芃在各项赛事仅为广州恒大队出场27次。年底，张琳芃获选中超最佳11人阵容。

上海海港（2022年-）

2022年4月29日，上海海港官方发布公告，张琳芃加盟球队。6月11日，中超第3轮对阵河北队，张琳芃于第4分钟头球冲顶破门，打入回归首球。6月，中超联赛第3轮最佳球员评选候选公布，张琳芃入选。7月4日，2022赛季中超联赛第8轮上海海港迎战河北队。上半场，张琳芃助攻吕文君破门，帮助上海海港2-1战胜河北队。7月7日，上海海港宣布，张琳芃因在7月6日训练中左膝内侧副韧带损伤，将于7月8日离开大连赛区。据五星体育记者了解，张琳芃的伤情恢复时间预计在6周左右。12月，张琳芃伤愈归队。

2023年1月11日，足协杯半决赛，张琳芃在点球大战中罚进点球，上海海港最终以3-5被浙江淘汰。10月29日，中超联赛第29轮，张琳芃为吕文君送上助攻，帮助上海海港在主场1-1战平山东泰山，提前1轮夺得中超联赛冠军。

2024年2月25日，超级杯决赛，张琳芃首发出场，最终上海海港以0-1不敌上海申花，获得亚军。3月30日，中超联赛第3轮，张琳芃头槌破门，帮助上海海港3-1击败河南。

国青队

2008年1月，张琳芃入选中国国青队参加了亚青赛，担任队长。1月30日，在卡塔尔八国邀请赛中，虽然仅在8支球队中名列第4，但作为队长的张琳芃发挥稳定，起到了表率作用，赢得了主教练刘春明的赞许。11月1日-15日，张琳芃作为国青队队长参加了在沙特举办的2008亚足联U19青年足球锦标赛。在他的带领下，中国U19青年队以两胜一平一负的战绩结束了亚青赛之旅，无缘埃及世青赛的决赛圈。

国奥队

2009年，张琳芃入选新帅刘春明的中国国奥队，并担任队长。

国家队

2009年12月，张琳芃首次入选高洪波执教的国家队，成为当届最年轻国脚。2009年12月30日，在中国国家队与约旦国家队的友谊赛中首发出场，并在下半场第一分钟侧身凌空抽射打入自己在国家队处子球，成为历史上年龄最小的第一次代表中国国家队出场就有进球的球员。

2010年2月，张琳芃入选了中国参加东亚四强赛的名单，并在东亚四强赛上三场比赛全部首发，逐渐占据了主力右后卫的位置，帮助球队夺冠。

2013年7月8日，中国足协公布了参加东亚四强赛的23人名单， 张琳芃再次入选国家队

2015年1月，张琳芃在澳大利亚亚洲杯上作为中国队的主力中后卫，全部四场比赛首发出场，依旧发挥稳定。

2017年9月30日，中国足协官网上出台10张罚单，中国足协官方通告里写道，恒大客场战力帆的比赛，张琳芃使用过分力量铲球，造成不良影响。根据相关规定，张琳芃被禁赛4场，罚款2万，这也意味着中超收官阶段的4场中超联赛，恒大铁卫全部缺席，但他可以参加足协杯赛事，不过今晚战上港的比赛，恒大一旦出局，张琳芃将提前告别本赛季。

2019年1月5日，中国男足国家队公布出征2019年亚足联亚洲杯23人名单，张琳芃入选。5月30日，张琳芃入选国足集训名单。8月21日，为备战2022年卡塔尔世界杯亚洲区预选赛预赛阶段（四十强赛）的比赛，中国足协公布国家队35人集训名单，张琳芃入选。8月30日，中国国家男子足球队公布参加广州集训的26人名单，张琳芃入选。9月7日，国足公布世预赛首战24人名单，张琳芃入选。9月26日，中国之队官方公布国足新一期大名单，张琳芃入选。2019年11月14日，国足战叙利亚23人大名单出炉，张琳芃入选。

2020年1月，张琳芃当选中国男足国家队队长。2020年9月29日，张琳芃入选中国足协公布的男足集训名单。

2021年5月10日，国足公布新一期集训名单，张琳芃在列。9月2日，张琳芃入选世预赛12强赛国足首战澳大利亚名单。9月7日，张琳芃入选世预赛12强赛亚洲区第二轮比赛名单；10月12日，张琳芃入选国足迎战沙特23人名单。

2022年1月7日，国足新帅李霄鹏上任后，第一期集训名单公布，张琳芃入选。3月24日，卡塔尔世界杯预选赛亚洲区12强赛第9轮，张琳芃首发登场，帮助中国队1-1战平沙特阿拉伯队。7月，张琳芃入选国足选拔队征战东亚杯的24人名单。

2023年6月16日，友谊赛，张琳芃攻入大连梭鱼湾球场的第一个进球，帮助中国队4-0战胜缅甸队。11月7日，张琳芃入选中国男足国家队公布的出征11月2026年美加墨世界杯亚洲区预选赛36强赛的24人大名单。11月21日，世预赛亚洲区第二阶段C组第2轮主场对阵韩国，张琳芃迎来代表国足的第100场比赛。

2024年1月4日，张琳芃入选中国男足国家队出征2023年亚足联亚洲杯的26人大名单。1月13日，亚洲杯首战对阵塔吉克斯坦，张琳芃首发出战。这是他连续第四次出战亚洲杯，成为继郑智和李明后第三位连续出战四届亚洲杯的中国球员。3月17日，入选2026年世界杯预选赛36强赛的26人名单。3月21日，世预赛亚洲区36强赛第3轮，张琳芃传球次数和拦截次数均为全场最多，最终中国队在客场2-2战平新加坡队。3月26日，世预赛亚洲区36强赛第4轮，张琳芃坐在替补席，自2021年6月12日与马尔代夫队的世预赛后再次未能代表国足首发；最终中国队在主场4-1击败新加坡队。

2024年5月22日，中国足协公布了国足的29人大名单，老将张琳芃落选。

张琳芃的家庭并不富裕，父亲是位铁路职工，常年在肥城工作；母亲马莹，在学校工作。

2011年5月19日，22岁的张琳芃步入了婚姻的围城，在广州恒大客场对阵山东鲁能之前，张琳芃在济南与女友王乔治登记结婚。

2014年9月1日晚23点26分，王乔治顺利生下6斤4两的儿子。

联赛

足协杯

亚冠

2019年11月14日，在与叙利亚的世界杯预选赛中，张琳芃打入乌龙球。

“从正常的技术分析，对方传中，我在防守的位置上想解围，但技术动作没做好，结果变成了乌龙。那个球进去以后，我的大脑一片空白，我把头埋在草坪中好几秒，我不知道应该怎么起来。这么重要的比赛，进了这么一个乌龙球，对球队的影响特别大，那种心情，真是无法用语言来形容。”张琳芃回忆说。同时他表示，伤病不是造成那次失误的原因。

张琳芃防守稳定、插上助攻、传球精准，在攻防转换时传球十分准确，尤其是长传球。（凤凰网评）

张琳芃很有我当年踢球的那股子狠劲，他很有责任感，不服输。（范志毅评）

张琳芃是天生的场上领袖，尽管话语不多，但是他总是能用自己的行动感召队友，在攻防转换时传球十分准确，尤其是长传球。另外，他的大力远射的能力也极为突出。毫无疑问，他是国青的攻防枢纽，是他真正挺起了国青的中场，一名前途无量的选手，丰富的国际大赛经历让他倍加冷静，尤其在全运会点球大战中更是凸显了成熟的本色。（新华网评）

凭借着俊朗的长相，彪悍的球风，司职的位置和身上的文身，以及所处俱乐部——广州恒大在中超中的王者地位，张琳芃身上寄托着太多国人对足球的希望，又因其长相酷似皇家马德里主力后卫塞尔吉奥·拉莫斯，他便被人称之为“中国拉莫斯”，也有人直称其为“张莫斯”。而足球名帅里皮，也不止一次地喊他为“我们的拉莫斯”。（齐鲁周刊评）

2015年亚洲杯开战之前，张琳芃与队友郜林和李昂入选意大利媒体《cridania》撰文评出了本届亚洲杯最值得关注的15名球星。文中表示：张琳芃作为一名个性十足的球员，在里皮的精心栽培下已经是这支国足中的后防领袖。（意大利媒体《cridania》评）