2016年，正式签约黄晓明公司，成为其创办的易星传媒旗下艺人。8月，主演电视剧《制裁者联盟》，饰演从小就背负家仇国恨的周执中，这是他首次在影视作品中担任男主角。10月11日，出席日本漫画《城市猎人》全中国版权合作发布会。

2017年1月16日，亮相2016微博之夜。3月25日，林世杰受设计师王玉涛邀请，亮相北京国际时装周并头牌看秀。6月12日，出演的古典神话巨制《上古情歌》开播，在剧中饰演重情重义的玄牧族王子浩许。11月，与李汶翰、杜雨宸等主演青春萌爱治愈剧《想看你微笑》，在剧中饰演鬼才导演夜零。

2019年，参演的网剧《妖怪们的妖怪店》杀青，该剧由香港著名导演苏飞执导，青年演员杨馥羽、林世杰、赵诚宇、陈叶玲、谭渤霖、杨棋珺等主演，以天马行空的想象力讲述了一个个充满悬念和曲折离奇的故事。现网剧《妖怪们的妖怪店》更名为《半城明媚半城雨》；11月，林世杰主演的千年浪漫奇幻剧《半城明媚半城雨》在爱奇艺开播。