2015年1月1日，加盟辽宁卫视新年欢唱会并献唱。2月8日（洛杉矶当地时间），受Billboard邀请作为VIP观礼嘉宾出席第57届格莱美颁奖典礼。2月17日，参加辽宁卫视春晚。4月27日，原创的人声实验作品《癌》上线。5月11日，2015福布斯中国名人榜公布，华晨宇首次上榜，综合排名91。5月23日，火星演唱会8月1日场在大麦正式开票，35秒即抢空，创线上售票新纪录，后追加两场。7月31日—8月2日，2015火星演唱会在上海大舞台连开三场，成为内地新声代第一人。8月1日，演唱会在腾讯视频和芒果TV线上直播，腾讯视频预约人数超20万，直播在线观看人数达264万，再创线上直播新纪录。9月27日，受邀参加央视中秋晚会。10月28日，第二张专辑《异类》实体专辑在京东开启限量预售，上架当天夺下销量日榜，周榜，月榜冠军。11月7日，首张数字专辑预售上线8分钟突破10万销量记录。11月13日，国内首档音乐游学类真人秀《唱游天下》开播。12月18日，《异类》在海外各大数字音乐平台上线。12月22日，《异类》海外版正式上架。

2016年1月7日，出席2015新浪微博之夜，斩获年度最受欢迎男歌手及2015亚洲新歌榜冠军王两项大奖。1月8日，加盟《郎朗的天空》新春国际音乐盛典，并于2月1日在辽宁卫视播出。2月8日，在北京春晚献唱《写给未来的孩子》。3月7日，为电影《睡在我上铺的兄弟》献唱的插曲《横冲直撞》发布。4月7日，为《火星情报局》献唱同名主题曲。4月9日，作为代言人出席第十六届音乐风云榜，获年度最佳专辑演唱和年度最佳偶像两项大奖。5月8日，出席北京大学生电影节。7月2日，2016火星演唱会开启，北京站在乐视体育生态中心举办，成为内地新声代首位开四面台的歌手。8月21日上海站，9月16日深圳站，在乐视视频开启同步直播，总观看人数突破430万。7月8日，为电影《使徒行者》献唱主题曲《Here We Are》。9月27日，出席亚洲新歌榜2016年度盛典，揽获最佳男歌手奖。10月16日，东方卫视《天籁之战》首播，华晨宇作为明星导师接受素人挑战，在节目中改编的《我的滑板鞋2016》被收录到第三张专辑。12月2日，获得2016MAMA亚洲最佳艺人（中国区）奖。12月18日，获网易有态度人物盛典年度最有态度燃爆唱将。12月21日，出席2016优酷盛典，揽获年度突破艺人和微博加油榜·年轻的选择两项大奖。

2017年1月1日，献唱2016国剧盛典。3月14日，专辑《H》京东限量发行。3月23日，六神公布华晨宇成为品牌形象代言人。4月17日，为《花儿与少年第三季》创作的主题曲《寻》正式发布。5月1日，加盟上海草莓音乐节。6月2日，电影《悟空传》主题曲《齐天》曝光，由华晨宇创作并演唱。6月3日，再次参加户外旅行真人秀节目《旅途的花样》。6月10日，华晨宇担任导师的《明日之子》在腾讯视频开播。7月8日，作为代言人出席珠江纯生“生·非凡”生啤酒派对。7月13日，雅诗兰黛确认华晨宇为其品牌大使。9月27日，为王者荣耀创作鲁班七号角色主题曲《智商二五零》。10月13日-14日，2017火星演唱会在北京五棵松体育馆连开两场。10月15日，《天籁之战》第二季开播。

2018年2月，作为首位补位歌手加盟《歌手2018》，并获总决赛亚军。6月，作为代言人出席三星新品发布会。6月30日，再次出任《明日之子第二季》星推官。6月23日，2018鸟巢演唱会开票，1分56秒售罄，随即宣布加场，加场门票以2分58秒的速度再次秒空。8月29日，《斗破苍穹》主题曲《寒鸦少年》全网发布。8月29日，获得2018华人歌曲音乐盛典华人杰出青年歌手奖。9月8日—9日，成为首位在鸟巢体育场连开两场个人演唱会的内地歌手。

2019年2月1日，担任浙江卫视《王牌对王牌第四季》固定MC。6月8日，作为表演嘉宾助阵《创造营2019》总决赛。6月15日，担任《明日之子·水晶时代》的“明日星推官”。7月28日，加盟《极限挑战》第五季公益演唱会。10月28日，华晨宇创作的第一首对唱歌曲《与火星的孩子对话》正式发布。11月15日-17日，华晨宇火星演唱会在海口五源河体育场连开3场。12月4日，《好想爱这个世界啊》数字单曲在网易云音乐独家开售，上线20天刷新全网销量最高的数字单曲纪录，累积销量破2000万张。

2020年2月7日，受邀作为首发歌手参与湖南卫视音乐竞技节目《歌手·当打之年》，并在第三期首次公开演唱为疫情创作的公益歌曲《你要相信这不是最后一天》，最终获得总决赛冠军，成为首位90后“歌王”。同年2月21日，再次作为常驻嘉宾加盟《王牌对王牌第五季》。4月8日，发行数字专辑《新世界NEW WORLD》，这是华晨宇首次在专辑中担任总监制，上线仅20分钟销量破50万张，5月11日，《新世界NEW WORLD》实体专辑火星豪华珍藏USB版开售，降临地球双CD版获2020年5大唱片年度金榜冠军。10月28日，参加浙江卫视原创室内竞技真人秀节目《王牌对王牌第六季》。

2021年1月10日，获腾讯白皮书年度男歌手奖项。1月19日，获抖音星动之夜2020年度最佳歌手。1月29日，参加的浙江卫视综艺节目《王牌对王牌第六季》播出。2月28日，获2020新浪微博之夜微博年度歌手。9月21日，参加“湾区升明月”2021大湾区中秋电影音乐晚会。6月12日，加盟浙江卫视《百度潮盛典》。11月26-28日，12月3-5日，2021火星演唱会在海口长影环球100奇幻乐园成功举办，华晨宇首次担任总导演。

2022年1月21日，参与录制的北京卫视《冬梦之约第二季》第八期播出。1月28日，参与录制的江苏卫视《百姓的味道》武汉站播出。2月1日，参与录制的湖南卫视《2022全球华侨华人春晚》播出。2月25日，作为“王牌家族”成员，回归《王牌对王牌》第七季。3月11日，作为“伯乐团”成员，加盟湖南卫视综艺《春天花会开》。5月20日，《萌探探探案第二季》播出。9月25日，线上音乐会“火星乐章”成功举办。11月19日，参加首届湖南旅游发展大会开幕式。12月20日，第五张个人专辑《希忘Hope》网易云音乐上线。12月28日，入选微博音乐盛典年度推荐演唱会TOP10。12月31日，参加湖南卫视2022-2023跨年晚会。

2023年1月16日，参加百度沸点元宇宙之夜。1月18日，参加2022微博音乐盛典。1月22日，在“四海同春”2023全球华侨华人春节大联欢演唱歌曲《向阳而生》。1月24日，参加奋进·新征程——2023中国网络视听年度盛典。3月，作为常驻嘉宾加盟《声生不息·宝岛季》。同年4月，2023火星演唱会开启巡回模式，先后在8个热门城市举办。6月3日，参加《声生不息金曲盛典》。5月30日，加入杭州LGD和平精英分部（ID：花傲天），成为青训选手。6月29日，参加“湾区升明月”2023大湾区电影音乐晚会。10月20日，参加的综艺《王牌对王牌第八季》播出。12月31日，参加2023-2024湖南卫视芒果TV跨年晚会，演唱歌曲《风之海》和《普通到不普通的人生》。

2024年1月，参加《2023微博之夜》，演唱歌曲《风之海》。1月，加盟《龙耀2024·追光正当燃》。2月3日，参加《2024湖南卫视芒果TV春节联欢晚会》，表演《点燃银河尽头的篝火》。5月1日-4日，在烟台连开三场演唱会，其中5月4日场次为新形式日出演唱会，从凌晨3点开始，与数万歌迷一起看太阳升起。5月18日，参加的综艺《季风音乐会》播出。5月24日至26日，在香港中环海滨活动空间连开三场演唱会。7月13日，参加的《2024青春芒果夜》播出。10月18日，参加《和平精英刺激之夜》。11月1日，参演的电影《一竞到底》上映。

2021年1月22日，华晨宇发文承认与张碧晨有一个孩子，张碧晨也发文承认此事；同日，华晨宇方表示，双方将在无婚姻关系的前提下共同抚养孩子、一起参与孩子的成长过程。

2022年11月28日，华晨宇2021年火星演唱会全纪录在芒果TV上线。

2013年11月，作为爱心守望者，华晨宇参与MusicRadio我要上学爱回家公益活动。

2014年1月30日，华晨宇加盟中央电视台公益音乐节目《梦想星搭档》公益盛典。8月21日，通过秒拍参与冰桶挑战公益行动。9月8日，与群星一起为“2014 MusicRadio我要上学京都念慈菴守望亿颗心关爱行动”献唱《自己的太阳》。9月9日，出席“百社千校 书香童年”阅读活动湖南省启动仪式并领诵。

2015年7月6日，通过新浪微博支持“挑战8小时”公益徒步筹款活动。

2016年7月，华晨宇出席淘宝造物节，并与设计师将快男巡演时穿过的一件衣服改造成包拍卖，所得全部捐给了一位生病的粉丝。

2020年，北京冬奥组委策划推出“爱豆喊你来助力北京2022”活动，邀请了华晨宇围绕冬奥会筹办、吉祥物发布、冬奥会比赛项目，结合北京冬奥会和冬残奥会倒计时进程，推出系列推介短片，为助力北京2022发出最强音。

2021年7月，华晨宇为河南暴雨灾情捐款200万元。

2023年5月30日，据杭州LGD和平精英微博消息，华晨宇注册PEL选手并加入LGD。

华晨宇是天生会用音乐表达情绪的歌手，他在舞台上忘我投入，强烈的肢体语言，声情并茂的演唱方式，令他成为舞台上的发光体。他的声音表现极富张力，整个身体的语言与唱歌的力量都配合得天衣无缝，大声小声的力度也有它的层次感。华晨宇能驾驭不同的演唱风格，即使同一首歌，每次演唱也能给大家带来不一样的感觉（网易娱乐评）。

生活中的华晨宇是一个真诚谦逊礼貌的人，他不多话，但你问他问题，或交给他一项任务，他会很认真地完成，访谈中也经常有金句爆出。他从不为自己设限，尝试一切喜欢的事物，反感大多数“约定俗成”的媚俗和矫情，不在乎旁人的评价，随性而又自由（南都娱乐评）。

2023年11月7日，北京互联网法院刊登艺人华晨宇与周某某网络侵权责任纠纷民事判决书，华晨宇申请强制执行周某某道歉。

2024年7月，华晨宇与周某某网络侵权责任纠纷案件新增恢复执行信息，周某某被恢复执行2.2万元。