2013年8月,6岁的张悦轩随父亲张亮与林志颖父子、田亮父女、郭涛父子、王岳伦父女一起参加录制湖南卫视打造的亲子户外真人秀节目《爸爸去哪儿》,进行农村放羊、野外爬山、上船捕鱼等活动,10月11日节目首播,节目中因其活泼、温暖、善良、知错就改的性格被网友称为“小暖男”;10月12日,跟随《爸爸去哪儿》节目组录制《天天向上》专场;10月28日,跟随《爸爸去哪儿》节目组录制《快乐大本营》专场。同年12月,张悦轩随父亲张亮前往广州长隆野生动物园拍摄由其主演的《爸爸去哪儿大电影》,影片于2014年大年初一上映,以7亿的高票房收官。
2014年1月8日,与父亲共同代言牛奶广告并拍摄电视广告;1月18日,与父亲张亮参与录制的《疯狂的麦咭》首播;6月,与父亲张亮出演现代爱情故事《六次别离》的电影拍摄,在剧中饰演聪明乖巧的孩子天天,同董洁、孙茜合作;8月,随父亲张亮及郭涛石头父子助阵《爸爸去哪儿第二季》;10月3日,受邀与父亲张亮一起出席第19届釜山国际电影节。同年,与父亲一起出演《爸爸的假期》,影片将于2015年2月19日大年初一全国上映。同年与钟汉良、白百何合作参演的奇幻喜剧电影《捉妖记》将于7月16日上映。
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