2016年10月，底由炼金师影业、巡天舟影业联合出品的影片《超感联盟：萝煞女》正式开机，廖茉汐为主演演员。

2017年，出演由漫画改编，青春校园网络剧《我才不会被女孩子欺负呢》饰演宫彩彩。10月25日，电影《空壳》上线，讲述了一个从小患有先天性心脏病的男孩郑义的成长故事。廖茉汐饰演女一号苏言。

2023年11月7日，主演的奇幻惊悚悬疑电影《僵尸参将》在爱奇艺、腾讯视频双平台首播；12月1日，主演的民国悬疑电影《诡摇铃》全国上映。

2024年6月1日主演中医武侠古装剧《侠医谦哥》上映，在剧中饰演李芫华。