2015年8月，与童瑶合作主演时尚话题剧《定制幸福》，在剧中乔任梁饰演的赛车手展望；10月13日，推出单曲《我们都不坏》；同年，参演青春爱情电影《致青春·原来你还在这里》，饰演沈居安一角；12月5日，参加第九届音乐盛典咪咕汇，并获年度飞跃进步男歌手奖；12月，出演奇幻喜剧电影《万万没想到：西游篇》。

2016年4月，主演郑大圣执导谍战剧《代号》，在剧中饰演英租界工部局警务处侦缉二队探长冯九思；9月2日，与赵丽颖、吴映洁再度合作主演青春怀旧电影《我们的十年》。

2015年8月，与童瑶合作主演时尚话题剧《定制幸福》，在剧中乔任梁饰演的赛车手展望；10月13日，推出单曲《我们都不坏》；同年，参演青春爱情电影《致青春·原来你还在这里》，饰演沈居安一角；12月5日，参加第九届音乐盛典咪咕汇，并获年度飞跃进步男歌手奖；12月，出演奇幻喜剧电影《万万没想到：西游篇》，在片中饰演奔波儿灞。

2016年4月，主演郑大圣执导谍战剧《代号》，在剧中饰演英租界工部局警务处侦缉二队探长冯九思；9月2日，与赵丽颖、吴映洁再度合作主演青春怀旧电影《我们的十年》，在影片中乔任梁饰演电脑天才郭宇辰；同年，与陈乔恩、王凯合作主演时尚都市爱情剧《放弃我，抓紧我》，在剧中饰演厉薇薇发小兼未婚夫霍骁。12月10日，发行同名专辑《乔任梁》，专辑中收录的《燃烧》更是由乔任梁亲自作词作曲。2018年5月30日，与郭品超、热依扎合作主演的抗战剧《北国英雄》在江苏综艺频道播出，剧中乔任梁饰演抗联参谋沈雷志