2016年，出演個人首部電影作品《擺渡人》，該片由張嘉佳執(zhí)導、王家衛(wèi)監(jiān)制，梁朝偉、Angelababy、金城武主演，他在片中飾演“小北”。同年，主演由韓國導演金哲執(zhí)導的賽車運動為題材的劇集《賽道風云》，在劇中飾演玩世不恭的富二代Danny；隨后，主演青春校園偶像劇《燃血女神》，在劇中飾演男一號林大魚。

2017年，與陳瑤、龔俊共同主演由唐人影視出品的青春奇幻劇《夢幻西游》，在劇中飾演肖翰林；同年，主演由孫放執(zhí)導的國內(nèi)首部科幻愛情電競電影《電競紀元之王者女友》，飾演男一號劉皓繁。隨后，與張子楓主演青春校園偶像劇《我和兩個TA》，劇中他飾演了酷炫狂拽叼炸天的“鵝系男”彭一倫。?

2018年4月，參演電視劇《套路》。7月18日，主演的校園輕喜練愛劇《我和兩個他》在愛奇藝播出。

2019年6月6日，主演的電影《當我們海闊天空》上映，在劇中飾演李想。

2020年2月14日，主演的電視劇《少主且慢行》在愛奇藝播出，在劇中飾演趙錯。2月15日，發(fā)行單曲《丁老頭》。4月20日，主演的電視劇《長安少年行》定檔在騰訊視頻、芒果TV播出，在劇中飾演獨孤牧雪。9月10日，主演的電視劇《不能戀愛的秘密》正式開機。10月21日，參演的電視劇《如意芳霏》定檔在愛奇藝播出，在劇中飾演徐平。同年，參演電視劇《理想之城》，在劇中飾演何從容。

劉奕暢因溫暖一笑而燦爛奪目，展現(xiàn)了特別的魅力，在電影《擺渡人》中他是一股清流，笑容治愈，純真自然，他微微一笑，被觀眾稱贊是“驚鴻一瞥”（新浪娛樂評）；他不僅有著和同齡人一樣的稚嫩頑皮，也有著超越年齡的沉著冷靜，其身上還自帶旺盛精力和朝氣（騰訊娛樂評）；在青春奮斗片《當我們海闊天空》中他憑借飾演的李想收獲不少人氣，觀眾被他的演技打動，他的演技、眼技、顏值得到了觀眾的認可（環(huán)球娛樂評）。