2016年1月,主演爱情电影《双生》 ;8月,陈凯歌执导的魔幻电影《妖猫传》 ;12月,主演古装剧《琅琊榜之风起长林》 。2017年,主演喜剧系列电影《唐人街探案2》
2017年1月2日,PUMA彪马官方正式宣布刘昊然成为PUMA大中华区品牌形象代言人 。3月2日,刘昊然成为百事旗下美年达大中华区品牌代言人 。3月8日,刘昊然作为《高能少年团》的总策划之一和常驻嘉宾参加的偶像对抗挑战类真人秀曝光了首款古风宣传片,该节目定于4月1日起每周六晚20:30分浙江卫视首播 。3月28日,成为吾尊代言人 。3月31日,刘昊然与董子健等合唱的高能少年团主题曲《骄傲的少年》首播 。7月24、30和31日内地、香港和澳门首映发布会 。8月上旬,刘昊然领衔主演喜剧冒险探案系列电影《唐人街探案2》在美国纽约开机拍摄,该电影定档2018年2月16日上映 。
2017年2月,刘昊然作为中戏荣誉校友,与巩俐、章子怡、姜文等演艺界前辈们一起出现在2017年中央戏剧学院招生宣传片上
除此之外王自如以及刘昊然都在微博上发布了一条关于小米MIX2“真机”的照片,虽然说只是小米的一次营销,但是可以看出小米依旧像表达小米MIX2这次屏占比超高,高到只剩屏幕了,但是照片透露出些许的尴尬,感受一下场面↓