5月,《旅程》台版实体碟上架首周获得“五大金榜”冠军宝座;6月,五度蝉联MusicRadio榜中国TOP排行榜最受欢迎男歌手;7月19日,获得获得亚洲金曲大赏内地最受欢迎男歌手奖;9月,在成都开启“旅程”十周年巡回演唱会;9月28日,献唱古装剧《那片星空那片海2》片头曲《星辰大海是你》。
2018年4月,主演由尤小刚执导的军旅剧《反恐特战队之天狼》,在剧中饰演有担当、有责任感的唐石;7月27日,发行复刻单曲《亚洲雄风》;11月1日,演唱古装玄幻剧《将夜》夫子人物主题曲《红尘》;12月,主演悬疑探秘剧《古董局中局之鉴墨寻瓷》,在剧中饰演玄字门药家公子药不然。
2019年5月20日,与永彬Ryan.B合作发行单曲《开普勒452B》;8月30日,与梁家辉、彭于晏再度合作主演的剧情片《深夜食堂》上映,他在片中饰演一位充满梦想的热血青年唐宋;9月2日,与王子异、白宇合作发行爱国歌曲《少年的荣光》,收录于合辑《声在中国》中;9月30日,献礼建国70周年电影《我和我的祖国》在中国大陆上映,魏晨在片中饰演纠察队陈队长;10月,加盟明星推理真人秀节目《明星大侦探第五季》。
2020年1月7日,与黄志忠、姜武等合作主演的警匪动作片《三叉戟》杀青;5月10日,主演的悬疑探秘剧《古董局中局之鉴墨寻瓷》播出,与沙宝亮、夏雨、费振翔合作献唱主题曲《一条船上》;8月21日,主演由管虎执导的抗战题材影片《八佰》上映,魏晨在片中饰演性格暴烈的班长朱胜忠;10月23日,主演的抗美援朝题材电影《金刚川》上映,魏晨在影片中饰演工兵连长闫瑞;11月4日,由魏晨参演的《明星大侦探》衍生互动微剧《目标人物》发布定档海报,宣布将于11月11日19:00在芒果TV上线;11月14日,在北京卫视的《上新了·故宫》第三季中,魏晨作为"故宫文创新品开发员”与**、郭京飞将深度探索故宫里的镜像传奇。
2021年1月14日,魏晨回归芒果TV明星推理真人秀《明星大侦探第六季》录制;3月14日,发行电视剧《原来我很爱你》片尾曲《沦陷》;5月28日,出演的剧情片《迷妹罗曼史》上映,魏晨在片中饰演了一位拥有双重身份的叶伟军,并献唱主题曲《遇见最美的你》;8月24日,在爱奇艺自制综艺《机智的恋爱》中担任恋爱侦察员;10月1日,主演的剧情片《我和我的父辈》之《乘风》上映,在影片中饰演冀中骑兵团黄锐;11月19日,主演的战争动作片《铁道英雄》上映,在影片中饰演武器专家亓顺。