2015年3月27日,随组合发行第二张正规专辑的主打曲《CALLMEBABY》;3月30日,随组合发行第二张正规专辑《EXODUS》,专辑预售量达到50万张,专辑发行后在日本、泰国等11个国家和地区的iTunes专辑排行榜上位列第一,专辑发行两天后销量达到45万张,在美国发行一周后销量超过6000张,成为周贩卖量最高的K-POP专辑,该专辑总销量超过73万张,主打曲也在多个音乐节目中获得18个一位;4月,出演个人首部电影《长寿商会》,饰演长寿超市老板女儿敏贞的男朋友“珉盛”,他凭此片在第51届百想艺术大赏中入围“男演员人气奖”;同月,与文佳煐、D.O.、边伯贤、吴世勋合作主演爱情网络剧《我邻居是EXO》,饰演有着修长身材、发光的外貌和出众的音乐才华的大明星“朴灿烈”,该剧总点击量超过5000万,也是韩国首部点击量破千万的网络剧,他凭该剧在第8届韩国电视剧节中获得男子新人奖和韩流明星奖;同月,出演恋爱综艺节目《我独自恋爱中》;5月27日,与边伯贤参与演唱韩国光复70周年纪念曲《我们相遇的日子》;6月3日,随组合发行第二张正规专辑的Repackage版专辑《LOVEMERIGHT》,他参与了收录曲《Promise》的作词,专辑销量超过37万张,两个版本的专辑销量加起来超过112万,连续两张正规专辑突破百万销量;7月,为广播节目《李国珠的YoungStreet》创作LogoSong;8月,出演视频综艺节目《18秒》;同月,出演野外生存节目《丛林的法则》文莱篇,并为该节目创作并演唱OST《LastHunter》;11月4日,随组合发行首张日语单曲专辑《LoveMeRight~romanticuniverse~》并正式在日本出道,专辑首周销量超过14.7万张,在公信榜单曲榜上获得冠军,也打破了韩国艺人在日本首周单曲销售成绩纪录;11月6日,与Heize合作演唱饶舌生存节目《UnprettyRapstar2》准决赛歌曲《不要赚钱》;11月11日,随组合发行科幻电影《星球大战:原力觉醒》的宣传曲《LIGHTSABER》;12月10日,随组合发行第二张冬季特别专辑《SingForYou》,主打曲为《SingForYou》和《Unfair》,该专辑登上Gaon、Hanteo、Synnara等唱片榜单的月排行首位。
2016年4月19日,与艺声合作演唱《任何话也》;6月9日,随组合发行第三张正规专辑《EX’ACT》,主打曲为《LuckyOne》和《Monster》,专辑预售量超过66万张,专辑中文版在中国发行1小时后,销量超过10万张,专辑总销量超过76万,主打曲MV发布3天后点击率超过一千万,刷新男团MV最快破1000万点击率的记录;6月,与袁姗姗合作主演喜剧爱情片《所以,和黑粉结婚了》,饰演顶级明星“后准”,同时,他还与袁姗姗合唱该片的主题曲《我讨厌你》;7月20日,与SuHo、边伯贤合作演唱SBSPOWERFM20周年的LogoSong。