2012年7月张天阳与何晟铭、李晟等主演的清宫剧《倾城绝恋》以及与郑国霖主演的民国传奇剧《飘摇人生》先后播出，张天阳分别饰演承毅和段元斌；12月份张天阳在袁姗姗、蔡少芬主演的古装剧《美人无泪》中饰演痴情专一的多铎。  

2013年2月张天阳与霍建华、陈乔恩等主演的武侠剧《笑傲江湖》在湖南卫视播出并获得同时段收视冠军，在剧中张天阳饰演亦正亦邪的计无施；同年张天阳还参演了历史剧《红流》和网络剧《我为宫狂》。 

2014年4月张天阳与袁姗姗、陆毅等主演的古装剧《宫锁连城》以及与唐嫣、霍建华主演的《金玉良缘》分别在湖南卫视和江苏卫视首播；此外张天阳还出演由桐华小说《云中歌》改编的古装言情剧《大汉情缘之云中歌》和陈妍希、陈晓主演的武侠翻拍剧《神雕侠侣》。 同年主演的电视剧《班淑传奇》在湖南卫视上星播出。