張楚楚自幼在美國長大。2006年,在參加美國高考時,拿到了包括美國排名第一的設計學院帕森斯設計學院等六所大學的錄取通知書。2010年,在中國高考中時以600分的成績考入了上海戲劇學院表演系。
2007年,與母親宋佳做客東方衛視明星訪談節目《家庭演播室》,張楚楚不僅現場彈奏鋼琴,還展示自己的油畫作品。2011年8月25日,在北京與母親宋佳身著同色系晚禮裙亮相第二十八屆飛天獎頒獎現場,并陪伴母親登臺。8月28日,再次與母親宋佳亮相第十四屆中國廣播影視大獎電影華表獎紅毯。2013年,主演胡玫執導的革命題材電視劇《大江東去》,飾演川島芳子。2014年1月,與楊玏領銜主演勵志劇《傳承》,飾演樂翻天董事長之女王碧玉。2月,參加浙江衛視青春勵志真人秀節目《我不是明星》第二季,在節目中跳起《SorrySorry》與《Nobody》兩首韓國熱舞,并反串男生表演。3月,張楚楚在經過11期的比賽后,闖入《我不是明星》第二季總決賽,憑借穩定的表現獲得了年度總冠軍。4月16日,與母親宋佳一同亮相第四屆北京國際電影節開幕式。4月23日,與母親宋佳參加重慶衛視娛樂訪談節目《超級訪問》,分享她們背后的故事。7月,與唐曾,張洪杰,申軍誼聯袂主演的當代農村題材電視連續劇《追求幸福的日子》登陸遼寧衛視,劇中她飾演女一號村里貿易公司的經理姜凝。憑借在劇中的精彩演出,獲得了第6屆新農村電視藝術節最佳新人獎。10月,與母親宋佳在歐洲參加江西衛視打造的明星孝道真人秀節目《帶著爸媽去旅行》第二階段的拍攝。靚麗寫真——張楚楚綜藝節目——張楚楚頒獎典禮——張楚楚
張楚楚的父親是京劇表演藝術家張學津,母親是影視演員宋佳,而其家中還有一個弟弟帥帥。
2015年9月,張楚楚與母親宋佳出席烏蘭布和沙漠舉辦的“綠洲沙漠藍天中國--公益眾籌”項目啟動儀式。并作為“治理一片沙,認養一頭羊”公益項目的代言人助力生態治沙公益事業。
張楚楚有靈性,是個人才。張楚楚遺傳了媽媽宋佳的好嗓子,有扎實的唱功。張楚楚不僅人長得漂亮,而且歌唱得也很棒。