2015年12月，在爱情古装网剧《太子妃升职记》中饰演强公公，迅速被大家熟知。

2016年1月，加盟湖南卫视《天天向上》以“天天小兄弟”主持的身份登场 ；2月，主演青春偶像养成网络剧《明星志愿》饰演追逐梦想的艺人路风 ；2月22日，参与湖南卫视元宵喜乐会与太子妃剧组、众明星一起闹元宵 ；3月18日，都市幻想网剧《器灵》首次担任男主 ；5月，参演搜狐出品的自制剧《刺客列传》； 10月23日，首次献唱新曲《你一定》举办生日会及生日写真EP签名会 。

2017年2月，彭昱畅出演现代青春励志剧《浪花一朵朵》，饰演泳队少年明天 ；7月4日，参与央视电影频道（CCTV-6）首档星素互动电影主题综艺秀《国片大首映》录制 ；

7月7日，参与湖南卫视盛唐时空联合制作的原创文化探秘类节目《七十二层奇楼》 ；7月28日，与徐璐主演的校园励志片《闪光少女》上映，饰演音乐生李由，并凭借该片提名第20届上海电影节亚洲新人奖最佳男演员奖。 ；9月，出演花明导演电影《完美魔咒》 ；12月，主演都市英雄幻想网络剧《器灵2》播出 。

2018年1月，彭昱畅在浙江卫视综艺节目《演员的诞生》中晋级全国15强，从《解救吾先生》、《投名状》到《滚蛋吧肿瘤君》，彭昱畅用三场人物风格完全不同的表演给观众展示了他多样的面貌 ；同月，参与中国人气漫画家幽·灵姐妹畅销动漫改编的同名电影《快把我哥带走》，饰演男主时分 ；2月，出演改编自阿耐同名小说，简川訸执导，王三毛编剧，当代都市题材电视剧《都挺好》，饰演小蒙 ；同月，个人第二部电影《大象席地而坐》获得第68届柏林电影节国际影评人费比西奖论坛单元的最佳影片奖，饰演男主韦布 ；3月27日，参与《快乐大本营》，并与张新成邢昭林演唱《普通disco》 ；4月20日，《向往的生活》官宣，彭昱畅作为新成员加盟第二季节目，与黄磊、何炅、刘宪华组成全新的“向往H4”组合 ；4月22日，圈内首档明星脑力对战秀《三宝大战诸葛亮》播出，作为三位明星嘉宾中的“萌宝”担当，向娱乐圈不同领域的知识大神发起一场三对一的脑力对决再现传奇之战