2015 年，以選手的身份參加浙江衛視才藝養成節目《燃燒吧少年》。
2016 年 4 月，主演校園星座超能力網絡劇《超星星學園》並正式進入演藝圈[1]，該劇是肖戰個人首部影視作品，並憑方天擇壹角獲得“騰訊視頻星光大賞年度新銳電視劇男演員獎”提名。同年9 月，以主唱擔當的身份加入「X 玖少年團」正式出道。
2017 年，參演東方玄幻劇《鬥破蒼穹》；同年 4 月 2 日，隨組合舉行「以己之名」上海演唱會；之後，在古裝言情傳奇劇《狼殿下》飾演浪跡天涯的賞金獵人疾沖。
2018 年，確認參演根據貓膩同名小說改編的古裝權謀劇《慶余年》；4 月，主演古裝仙俠劇《陳情令》；4 月 25 日，古裝奇幻網絡劇《哦！我的皇帝陛下》在騰訊視頻播出，肖戰憑北堂墨染壹角嶄露頭角[2]。10 月，在根據蕭鼎同名小說改編並由程小東執導的古裝仙俠電影《誅仙》中飾演平凡少年張小凡壹角 [3] 。
2019年，主演古裝玄幻劇《鬥羅大陸》，在劇中飾演唐三。2019 年 6 月 27 日，主演的古裝仙俠劇《陳情令》在騰訊視頻播出，肖戰憑魏無羨壹角獲得更多關註 [4] ，並獲得第三屆中國銀川互聯網電影節網絡劇單元最佳男演員獎和第六屆“中國電視好演員” 優秀演員榮譽。7月12日，參演的都市奇幻動作片《素人特工》在全國上映。8月，在都市情感劇《余生，請多指教》中飾演外科主刀醫生顧魏 。9月13日，主演的古裝仙俠片《誅仙I》在全國上映，飾演張小凡。11月17日，參與錄制《中國夢之聲·我們的歌》在東方衛視播出。11月26日，出演的古裝科幻權謀劇《慶余年》開播，肖戰在劇中飾演言冰雲。
2020年，肖戰首次登上中央廣播電視總臺春節聯歡晚會，與謝娜等人合作表演小品《喜歡妳，喜歡我》。1月25日，肖戰擔任北京電視臺春節聯歡晚會代言人，並在晚會上演唱歌曲《滄海壹聲笑》，並與靳東合唱歌曲《壯誌在我胸》。1月26日，在中央電視臺綜合頻道播出的《經典詠流傳第三季》中與那英演唱節目主題曲《千年壹聲唱》，並演唱歌曲《竹石》。2月8日，在東方衛視元宵節目特別節目中與《我們的歌》節目嘉賓以VCR形式朗誦詩歌《因為有信念》，致敬抗疫壹線，為武漢加油。4月13日，肖戰所重新演繹的歌曲《紅梅贊》上線。4月25日，發布個人單曲《光點》[5]。
2021年2月5日，主演的古裝玄幻勵誌劇《鬥羅大陸》登陸中央電視臺電視劇頻道。