2013年，主演胡玫执导的革命题材电视剧《大江东去》，饰演川岛芳子。

2014年1月，与杨玏领衔主演励志剧《传承》，饰演乐翻天董事长之女王碧玉。[2]  2月，参加浙江卫视青春励志真人秀节目《我不是明星》第二季，在节目中跳起《Sorry Sorry》与《Nobody》两首韩国热舞，并反串男生表演。[9]  3月，张楚楚在经过11期的比赛后，闯入《我不是明星》第二季总决赛，凭借稳定的表现获得了年度总冠军。[3]  4月16日，与母亲宋佳一同亮相第四届北京国际电影节开幕式。[10]  4月23日，与母亲宋佳参加重庆卫视娱乐访谈节目《超级访问》，分享她们背后的故事。[11]  7月，与唐曾、张洪杰、申军谊联袂主演的当代农村题材电视连续剧《追求幸福的日子》登陆辽宁卫视，剧中她饰演女一号村里贸易公司的经理姜凝。凭借在剧中的精彩演出，获得了第6届新农村电视艺术节最佳新人奖。[6]  10月，与母亲宋佳在欧洲参加江西卫视打造的明星孝道真人秀节目《带着爸妈去旅行》第二阶段的拍摄。[