2016年1月，唐嫣受邀担任国剧盛典代言人，并获得观众喜爱角色人物和最具媒体号召力人物两个奖项 ；4月29日，她主演的青春励志片《梦想合伙人》上映，其在片中演绎了从白手起家的无名人士奋斗成为互联网亿万富翁的物质拜金女顾巧音。

7月1日，唐嫣主演的动作喜剧电影《赏金猎人》上映，她则在片中饰演猎人团队雷厉风行的领导者凌芯（CAT），该片在内地上映九天取得票房突破两亿的成绩 ；9月14日，由其领衔主演的魔幻爱情电影《大话西游3》上映，她在片中分饰紫霞和青霞两个角色，该片国内票房取得3.6亿人民币的成绩。

10月14日，唐嫣担任第11届中国金鹰电视艺术节的金鹰女神，成为金鹰节历史上的第六位金鹰女神 ；11月11日，其领衔主演的古装女人权谋剧《锦绣未央》在东方卫视、北京卫视黄金档联播，该剧播出后取得双卫视年度收视冠军，并且双双位列全国卫视电视剧年度前十的成绩，唐嫣则在该剧中饰演天资聪颖的李未央，同时为该剧配唱片尾曲《天赋》，而她亦凭借该剧获得第22届华鼎奖中国百强电视剧最佳女主角 。

随后，凭借多部成绩不俗的影视作品和商业价值，唐嫣接连获得百度娱乐年度人物、优酷盛典年度霸屏艺人和腾讯娱乐白皮书电视年度卓越艺人等奖项 ；同年与袁姗姗、斯琴高娃主演电影《一墙之隔》 。

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2017年2月10日，唐嫣主演的喜剧电影《决战食神》上映，她在片中饰演性格豪爽的大排档老板娘海胆妹；3月，特别出演历史科幻网剧《天意》；6月，由她领衔主演的青春励志剧《归去来》开机拍摄，唐嫣在剧中饰演了女学霸萧清 。

2018年，唐嫣与吴秀波搭档主演了现代涉案剧《无名侦探》 ；9月，她还受邀参加了中央广播电视总台中秋晚会 。

2019年2月2日，作为国宝守护人参加的《国家宝藏第二季》 ；7月16日，主演的都市爱情剧《时间都知道》播出，在剧中饰演因意外回到十年前的时简 ；10月，入围第六届“中国电视好演员”蓝组女演员候选名单 。

2020年9月11日，入选上海青年文艺家培养计划 ；9月30日，参加2020央视国庆晚会《“中国梦·祖国颂”——2020国庆特别节目》，与韩雪合唱歌曲《我们在一起》 ；10月20日，由中国视协演员工作委员会主办的第七届“中国电视好演员”网络投票结果公布，唐嫣获得中国电视好演员优秀演员（蓝组女演员） ；11月3日，搭档窦骁、佘诗曼主演的古装历史剧《燕云台》在北京卫视播出，在剧中饰演辽国太后萧燕燕 。

2021年2月28日，唐嫣在微博之夜上获得“微博年度之星”奖 ；12月31日，主持《2022迎冬奥BRTV环球跨年冰雪盛典》 。

2022年2月1日，参加《春满东方点亮幸福·2022东方卫视春节晚会》；9月10日，参加东方卫视《朤月东方·月光露营会》，演唱歌曲《苏州河上一座桥》 。