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路剧《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，参演搜狐出品的自製剧《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》录製；7月7日，参与湖南卫视盛唐时空联合製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，并凭藉该片提名第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路剧《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，《嚮往的生活》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“嚮往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。

2016年4月26日，彭昱畅重现《天天向上》经典桥段，在个人微博中发布“1分钟吃掉8个蛋挞”的助力公益成长计画视频；在正能量善事面前毫无偶像包袱的他希望大家也都能参与到这次有意义的活动中来。

2016年8月15日，彭昱畅参与时尚芭莎公益活动“画出生命线”。

2017年3月11日，彭昱畅&徐浩炫舞梦工厂in-music“少年新声”演唱会”。

2017年6月16日，彭昱畅助阵“为明天，一起善行”体验式公益活动爱心大使。

2017年8月27日，彭昱畅出席2017冬粉嘉年华盛典，化身DJ用Launchpad演奏了一段炫酷的电子音乐。

2017年10月25日，彭昱畅在上海长风海洋世界白鲸馆举办了他的23岁生日会，献唱新曲《你一定》。

彭昱畅充满青春时尚的气息并拥有可爱的笑容，其呆萌帅气的形象引得冬粉痴迷，彭昱畅不俗的演技，厚积薄发，被磨练的越来越成熟，疯狂吸粉的同时也得到了观众和导演们的认可。在网路剧《器灵》中，彭昱畅饰演二次元少年莫明，为更好驾驭这个角色，他异常努力，在高强度的拍摄状态，只要镜头一对準，就立马满血复活，敬业度满满。（网易娱乐、搜狐娱乐评价）