2015年12月13日，与张天爱等主演由甘薇监制，侣皓吉吉执导的古装穿越网络剧《太子妃升职记》首播，剧中饰演男一号太子齐晟，一经亮相便吸粉无数，超高的颜值和帅气形象成为当下备受关注的魅力型男。该剧是盛一伦首次拍戏，也是他首次挑战古装人物角色，初期“雷帅雷帅”的发型给观众留下了极为深刻的印象，紧接着他一改往日的造型，一袭黑色长袍镶红色国花的雍容气质帅出了新高度，他气质清冷如谪仙，却略带小腹黑又傲娇，让人对角色欲罢不能。无论是文戏还是武戏，盛一伦在演技和身材管理上都做到高分。他对人物塑造拥有着超强的驾驭能力，是影坛不可多见的新星。并且该剧网络评分高达8.2分，无论是微博还是朋友圈，自来水式的自发好评、点赞，随处可见。他精准地演绎了一个高冷、禁欲、腹黑的太子，演技受到了观众的一致肯定。同时演唱片尾曲《旋涡》。
2016年，发行与崔子格对唱主题曲《可念不可说》，一经推出就迅速占据各大网络榜单之首。该歌曲收录在《太子妃升职记 网络剧原声带》中。2月28日, 盛装出席在乐视体育生态中心举办的乐视“生态之夜，万人大趴”全球生态年会开幕式，当天活动现场，盛一伦一件红色修身外套、黑色西裤利落出场，登台演唱了《太子妃》主题曲《可念不可说》，瞬间秒杀众媒体菲林，纷纷称赞颜值逆天的太子，唱功居然也这么厉害。同月，受邀出席“聚星之美”颁奖盛典，当天，盛一伦身穿白色星点黑西装，内搭纯黑色高领衫，干练精致，帅气十足，高冷的外表下，不时展露的笑容，魅力十足，引发现场无数粉丝的少女心。活动中凭借本年度无可争议的超高人气和关注度斩获“优质型男偶像”奖，在台上，连主持人何炅都忍不住称赞：“盛一伦不善言辞，他是一块宝藏，有非常吸引人的个性。”3月，与黄晓明、宋茜等联袂主演由蔡晶盛执导的古装言情电视剧《上古情歌》开机拍摄，剧中饰演晟仑。同月与黎明、林依晨等12位人气冠军及明星盛装集结《非凡搭档》，这是一档紧扣奥运主题的原创环球竞技真人秀，同时也是其综艺首秀。30日，受邀亮相魅力惠时尚秀。7月中旬，与迪丽热巴、李溪芮等主演由赵晨阳执导的职场减压暖心喜剧《漂亮的她》开机拍摄，剧中饰演由年少时期“矮挫胖”蜕变为时尚精英的“完美男子”，与迪丽热巴饰演的“龙套女”开展了一段感动人心的爱情故事。与迪丽热巴更是在概念预告片中用“图文不符”的反向表演诠释了“反差萌的初恋”。个性反差的设定立刻引起了网友们的好奇与期待。该剧由中国编剧团队携手韩国知名编剧团队共同创作完成，在加入中国元素和文化的基础上共同打造一个本土化的喜剧故事。8月25日，与马思纯等主演由侣皓吉吉执导的的古装传奇电视剧《将军在上》于北京举办发布会，剧中饰演男主角赵玉瑾，通过体现的海报可以看见该角色身轻如燕，飘逸的白衣扬起，俊美轻盈，盛一伦下颚微扬，手执关闭的折扇与马思纯动作相对应。纨绔公子赵玉瑾相貌俊美，天性爱玩，作为王爷虽然身世显赫，却无心朝野之事。马思纯、盛一伦此次出演的角色都与以往有较大反差，但是从曝光的角色海报造型来看，马思纯英武有力、盛一伦貌比潘安，“昭玉CP”俨然一对璧人，阵容一经公开就引发网友热烈讨论。
