2016年3月27日，芒果TV推出的明星推理综艺秀《明星大侦探第一季》开播，王鸥与何炅、撒贝宁、吴映洁等组成固定嘉宾；6月15日，出演的近代革命剧《锻刀》播出，她在剧中饰演了刚毅、聪慧的江家寨大小姐“江美兰”；7月8日，与王宁、修睿、王自健等联合出演的都市冒险喜剧片《发条城市》上映；10月17日，主演的古装网络剧《欢喜密探》开播，她在剧中饰演聪明伶俐、重情重义的女侠“袁玉娥”。
2017年1月13日，明星推理综艺秀《明星大侦探第二季》首播，王鸥与何炅、撒贝宁、白敬亭等组成固定嘉宾；2月12日，与刘恺威领衔主演的都市家庭情感剧《周末父母》在湖南卫视播出，她在剧中饰演PARA时尚公司高管“赵佳妮”；3月23日，与梁冠华、吴卓翰、宋轶等联袂主演的古装探案悬疑剧《神探狄仁杰之情花金人案》开播，在剧中饰演英蔓；9月22日，担任嘉宾的明星推理综艺秀《明星大侦探第三季》播出。
2018年3月2日，参与录制的2018年中央电视台元宵晚会播出，她与霍思燕、常远、董力等反串表演节目《卖汤圆》；4月30日，主演的古装仙侠剧《莽荒纪》首播，她在剧中饰演外冷内热、沉着稳重的莽荒女神“余薇”；8月14日，主演的古装剧《天盛长歌》开播，她在剧中饰演个性鲜明、敢爱敢恨又忠勇大气的女将“华琼”；10月26日，担任嘉宾的明星推理综艺秀《明星大侦探第四季》播出；12月12日，主演的古装剧《皇甫神医》开播，她在剧中饰演漂亮懂事、武功高强的“香菱”。
2019年2月22日，与何冰、刘蓓共同主演的年代剧《芝麻胡同》首播，凭借该剧获得了第26届华鼎奖中国近现代题材电视剧最佳女演员奖；3月26日，与贾乃亮、刘欢、边潇潇等联袂主演的都市情感剧《推手》开播，她在剧中饰演外表神秘冷艳，却有一颗热情似火的心的“陈一凡”；7月16日，与刘昊然、宋祖儿等合作出演的古代传奇剧《九州缥缈录》播出，她在剧中饰演神秘的“魅”族女子“苏瞬卿”；10月22日，与张若昀领衔主演的谍战剧《谍战深海之惊蛰》在湖南卫视播出，她在剧中饰演深入虎穴的共产党员“张离”，凭借该角色获得了国剧盛典“年度演技突破女演员”；11月8日，担任嘉宾的明星推理综艺秀《明星大侦探第五季》开播。
2020年1月23日，担任嘉宾的湖南卫视亲情观察成长励志节目《我家那闺女第二季》首播；1月24日，在2020年中央广播电视总台春节联欢晚会上与乌兰图雅、凤凰传奇、杜江、魏大勋表演歌舞《锦绣小康》；1月25日，参加湖南卫视全球华侨华人春晚，表演旗袍舞蹈秀《茉莉花》；4月14日，搭档王凯主演的经侦剧《猎狐》播出，她在剧中饰演高学历高智商的经侦警察“吴稼琪”；5月1日，参加录制的由中华全国总工会和中央广播电视总台共同举办的《中国梦·劳动美》五一特别节目播出，
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