2015年，毛凡参演张国立执导的都市悬疑剧《爱的追踪》，在剧中饰演收画的崔刚   。

2016年，毛凡参演顾晶执导的现代情感剧《我的小姨》，在剧中饰演反面角色小谷   ；同年，参演黄文利执导的年代谍战剧《铁核桃之无间风云》，在剧中饰演间谍李明岱   ；同年，参演张多福执导的革命历史剧《建军大业》，在剧中饰演国民党将领刘峙   ；同年，参演央视纪录片《孙中山与南京》，在剧中饰演青帮头子应桂馨   。

2017年3月28日，毛凡参演的反腐剧《人民的名义》在湖南卫视播出，毛凡在剧中扮演李达康的司机   ；同年，参演校园青春网络剧《最亲爱的你》，在剧中饰演盛楠饭店总厨黄峰   ；7月，参演谍战动作电影《密战》，在影片中饰演谍报员吴峰   ；10月，参演爱情励志电影《遇见明天》，在影片中饰演喜欢商业的蒋总   ；12月，参演民国悬疑剧《请赐我一双翅膀》，在剧中饰演律师皇甫稹   。

2018年3月，毛凡参演的古装剧《江山纪》开机，在剧中饰演明朝宁国大将朱鉴   ；4月，参演的古装剧《白发》开机，在剧中饰演范阳王宗政玄明   ；8月7日，参演的喜剧电影《一本万利》开机，在影片中饰演反一号李小明   ；8月27日，主演的商业电影《3号地产商之金银游戏》杀青，在影片中饰演反一号助理马经天   ；10月，参演的悬疑剧《以父之名》开机，在剧中饰演律师廖定   。

2019年1月，毛凡参演魔幻电影《魔道天师之幽冥黄泉》，在影片中饰演终极反派姜方木   ；3月26日，参演的古装剧《九流霸主》开机，在剧中饰演国舅爷庞侍中   ；10月23日主演的刑侦剧《时空来电》播出，毛凡在剧中饰演单元故事男主于清风   ；11月参与青春都市偶像剧《三十而已》的拍摄，在剧中饰演媒体人王满   。

2020年1月，毛凡主演的院线电影《贞胜者也》杀青，在影片中饰演反一号86师军官张建南   。1月5日，参演的民国剧《步云衢》开机，在剧中饰演反二号军统情报处处长陆非涯   。7月3日，参演的建党百年献礼剧《那些日子》开机，在剧中饰演单元故事的男主黄天强。8月21日，主演的电影《重返侏罗纪》杀青，在影片中饰演反一号正仁集团董事长陈正仁   。9月19日，主演的革命历史题材院线电影《红色的弗拉基米尔号》开机，在影片中饰演国军飞行员龙文飞   。10月29日，主演的谍战动作院线电影《钱塘风云》开机，在影片中饰演反一号国军残匪总司令何永贵   。12月1日，参演的古装探案剧《少年巡抚》开机，在剧中饰演反二号兵部尚书莫永昌。

2021年1月12日，毛凡主演的动作犯罪院线电影《六小时》开机，在影片中饰演反一号劫持嫌疑人卢志强   。2月，参演的古装神话剧《驭鲛记之与君初相识》开机，在剧中饰演雷泽神君   。4月，参演的古装轻喜探案剧《云中谁寄锦书来》开机，在剧中饰演刑部尚书乔平   。5月13日，出演的都市女性成长剧《生活家》播出。6月9日，参演电视剧《青春须早为》播出。   10月，主演的电影《上海滩之风云正道》开机，在片中饰演反一号日本军官佐藤。   11月，主演的电影《松江教父》开机，在片中饰演饰演日本使馆大使田中。