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；同时张继科，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4-1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。
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。
12月28日，被体育总局授予2016年度体育运动荣誉奖章。
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；
2017年4月初，担任张继科主管教练将近10年的肖战被调任至女队。
8月27日晚，国人瞩目的第十三届全国运动会将在天津开幕，本届全运会山东代表团由奥运冠军张继科担任旗手。
2018年6月10日，获得2018年国际乒联日本公开赛男单亚军。
8月5日，张继科帮助亚洲队在2018亚欧男子乒乓球全明星对抗赛中以7-3战胜欧洲队，并获得个人MVP奖项。
2019年1月22日，获得新浪体育中国体育20年影响力人物奖项。
12月23日，获体育星势力“实力人气奖”。
