2016年，出演个人首部电影作品《摆渡人》，同年，主演由韩国知名导演金哲执导的赛车运动为题材的剧集《赛道风云》，在剧中，刘奕畅饰演的“Danny”是一个玩世不恭的富二代；随后，主演青春校园偶像剧《燃血女神》，在剧中饰演男一号林大鱼。
2017年，出演《梦幻西游》，在剧中饰演肖翰林；同年，主演国内首部科幻爱情电竞电影《电竞纪元之王者女友》，饰演男一号刘皓繁。随后，与张子枫主演青春校园偶像剧《我和两个TA》，剧中他将变身酷炫狂拽叼炸天的“鹅系男”彭一伦。
