2012年8月18日，在KBS主办的2012 K-POP世界庆典中国赛区歌唱大赛中，凭借韩剧《
拥抱太阳的月亮》的插曲《
时光倒流》，获得冠军。10月28日，代表中国赴韩国参加2012 K-POP世界庆典总决赛，最终获得最
优秀奖[15] 。
2013年3月14日，被KBS韩流促进团团长相中，受邀参加韩国知名音乐节目《
音乐银行》，与韩国歌手Ali合唱《伤痕》
[13] 。
同年6月，签约韩国经纪公司Haeun Entertainment
[13] 。7月25日，作为女子组合
Sunny Days一员，在韩国出道
[7] 。7月31日，以Sunny Days组合姿态推出了单曲《너랑 똑같은 여자 만나봐》（遇到像你一样的女孩）
[17] 。
2014年2月至4月，由于韩方经纪公司屡屡违反合同，被迫解约
[18] 。
2014年7月25日，第三季《
中国好声音》第二期播出，从韩国回归的张碧晨以一曲《
她说》打动
那英、
汪峰、
齐秦、
杨坤四位导师，成为该场唯一一位四转学员，最终选择加入那英战队
[19] 。8月29日，那英组16进4考核播出。第一轮，张碧晨与
魏雪漫重新演绎了
张学友的《一路上有你》，成功晋级。第二轮比赛中，她凭借《
那个男人》战胜对手，赢得那英组四强席位
[20] 。9月26日，那英组终极考核，张碧晨以中韩双语形式演绎《
爱你的宿命》，成功晋级。第二轮对决中，她凭借《
后会无期》成为首位跻身《中国好声音》第三季四强的选手
[21] 。10月7日，第三季《中国好声音》总决赛同步现场直播。在导师合唱环节，张碧晨与
那英共同演绎《
相见不如怀念》。第一轮竞演中凭借
邓丽君的歌曲《
我只在乎你》成功晋级。第二轮，她带来那英的《
梦一场》晋级终极对决。最终，凭借《
时间都去哪儿了》，斩获2014年度好声音桂冠，成为中国好声音第一位女冠军。
同年10月，中国好声音比赛结束后，张碧晨签约“梦响强音”。10月20日
，与
TCL签约，和
余枫、
陈冰一起为TV+家庭娱乐电视代言
[22] 。11月11日，作为好声音学员登上香港
红磡的舞台
[23] 。11月13日，献声电视剧《
青年医生》电视原声带，演唱插曲《
一吻之间》和《
爱之声》。11月26日，成为
加多宝2015年广告片主演
[24] 。12月13日，与
李宇春、
Rain、
华晨宇献唱上海八万人体育场群星演唱会
[23] 。12月18日，与来自法国的化妆品品牌
奥洛菲签约，成为其代言人并拍摄平面广告。12月30日，与其他好声音学员发行了单曲《
幸好有你》
[25] 。12月31日，参加
东方卫视“我们的梦”跨年演唱会
[26] 。
2015年1月3日，张碧晨与其他好声音学员一起登上
台北小巨蛋舞台
[11] 。在岁末年初的各颁奖盛典中，张碧晨先后揽得
华鼎奖“华语年度最受欢迎新锐歌手”等七项大奖
[27] 。1月26日至2月15日，凭借《
一吻之间》连续三周获得百度King榜榜首，亦成为首位夺得King榜周冠的女歌手
[28] 。
春节期间，先后登上中央一套梦想星搭档公益盛典及辽宁卫视、天津卫视的春晚舞台
[29-30] 。3月31日，宣布与“梦响当然”签订唱片约
[31] 。4月8日，发行
羽西品牌广告歌曲《
白芍花开》
[32] 。5月6日，与中国国内吸尘器品牌
小狗电器签约，代言其旗下全系列产品
[33] 。5月8日，献声由
古天乐、
陈慧琳主演的微电影，演唱同名主题曲《
幸福梦》
[34] 。6月9日，献声电视剧《
神犬小七》电视原声带，演唱主题曲《
不要忘记我爱你》
[35] 。6月15日，献声电视剧《
花千骨》电视原声带，演唱插曲《
年轮》
[36] 。7月16日，献声由
范冰冰主演的电影《
王朝的女人·杨贵妃》，演唱宣传主题曲《
我只是慢慢走远》
[37] 。10月29日，献唱电影《年少轻狂》同名主题曲。11月27日，献声电影《
从天儿降》，演唱插曲《
如果一切没有发生过》。
[38] 2015年11月，参加江苏卫视音乐真人秀《
唱游天下》。
[39] 12月5日，参加第九届音乐盛典咪咕汇，获年度最受欢迎新人和年度最畅销十大金曲奖。
[40] 12月19日，参加ELLE七十周年庆典活动”The Voice of ELLE"，获得“年度最具风尚新锐歌手”奖
[41] 。
2016年1月17日，由应用宝与
安徽卫视共同主办的“应用榜样——应用宝星APP之夜”在北京工人体育馆盛大开幕，张碧晨受邀参加此次盛典，并拿下“最受欢迎女歌手”奖。
[42] 1月19日，出席
由网易女人频道与联合国促进性别平等和增强妇女权能署共同举办的年度公益颁奖盛典“2015女性传媒大奖”，并演唱大热歌曲《年轮》
[42] 。3月28日，参加第23届东方风云榜颁奖典礼，拿下“全民选择女歌手”“最佳年度飞跃奖”“十大金曲《年轮》”三个大奖，并现场演唱周杰伦名曲《
烟花易冷》
[43] 。4月3日，参加由中央人民广播电台MusicRadio音乐之声发起的“MusicRadio全球流行音乐年度盛典”，获得“年度最佳新人金奖”
[44] 。5月7日，2015年MusicRadio中国Top音乐盛典在北京五棵松体育馆举行，张碧晨应邀出席献唱《你给我听好》，并揽获“年度最受欢迎新人内地奖项”
[45] 。6月13日，微博电影之夜在上海正式落下帷幕，张碧晨应邀出席，凭借贺岁喜剧电影《从天儿降》插曲《如果一切没有发生过》荣获“微博最受欢迎电影歌曲奖”，盛典现场，张碧晨更首度献唱获奖歌曲《如果一切没有发生过》，尽展扎实唱功
[46] 。
6月22日，发布新单曲《
渡红尘》。
[47] 7月6日，献声电影《谎言西西里》，演唱主题曲《
为什么我好想告诉他我是谁》。
[48] 7月13日，古装玄幻大剧《诛仙青云志》仙侠盛典在北京举行，张碧晨作为演唱嘉宾应邀出席。并现场首度演唱《诛仙青云志》片尾曲《时光笔墨》。
[49] 8月15日，由张碧晨献唱的电视剧《微微一笑很倾城》插曲《下一秒》发布。
[50] 9月10日，张碧晨生日会在北京举行。在生日会上，她现场首唱收录在新专辑里的新歌《自语》，并首度公布自己将于12月10日在北京工人体育馆举办出道首场演唱会。
单曲
| 歌曲名称（歌曲说明） | 发行时间 |
| 下一秒 （电视剧《微微一笑很倾城》插曲） | 2016-08-13 |
| 时光笔墨 （电视剧《诛仙青云志》片尾曲） | 2016-07-13 |
| 为什么我好想告诉他我是谁 （电影《谎言西西里》主题曲） | 2016-07-06 |
| 渡红尘 （网游《蜀山缥缈录》主题曲） | 2016-06-22 |
| 如果一切没有发生过 （电影《从天儿降》原声带） | 2015-11-27 |
| 年少轻狂 （电影《年少轻狂》同名主题曲） | 2015-10-29 |
| 我只是慢慢走远 （电影《王朝的女人·杨贵妃》宣传曲） | 2015-07-16 |
| 年轮 （电视剧《花千骨》原声带） | 2015-06-15 |
| 不要忘记我爱你 （电视剧《神犬小七》原声带） | 2015-06-09 |
| 幸福梦 （微电影《幸福梦》主题曲） | 2015-05-08 |
