2014年,主演胡储玺执导的爱情喜剧《这个大叔不太囧》,饰演条件优秀却没有找到合适伴侣的周美娜;7月,主演综艺古装剧《花样江湖》,饰演集嚣张、蛮霸、花痴、呆萌为一体的女首领梦爷;同年,与贾青、张晓龙合作出演都市言情剧《妻子的谎言》,饰演江一斌的妹妹江一姗。
2015年,担任湖南卫视歌唱真人秀节目《我是歌手》巅峰会主持人;5月,与吴倩、金泰焕合作出演浪漫偶像剧《我的奇妙男友》,饰演田净植的闺蜜张萱萱;8月,搭档赵泳鑫发行首支歌曲《超想见你》;10月,客串李佳航、李晟主演的都市爱情喜剧《新婚公寓》;同年,参演刘欣翰执导的都市爱情剧《识色幸也》。
2016年,参加湖南经视古代冷知识科普节目《史料不及》的录制;10月,与杨幂、佟丽娅、张蓝心共同参加湖南卫视国防教育特别节目《真正男子汉》的录制,该节目全国收视率同时段排名第一。
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2017年,担任湖南卫视原创交友谈话类节目《为你而来》的主持人;2月,参加CCTV-14原创动画益智挑战类少儿节目《零零大冒险》的录制;随后,与马可、戚薇合作出演古装武侠剧《新龙门客栈》,在剧中饰演善良仗义的邱莫言;同年, 沈梦辰担任湖南卫视歌唱真人秀节目《歌手》狮子合唱团的音乐合伙人。