2015年1月，刘泳希主演梁泊山执导的剧情片《永宁往事》，在片中饰演带着爷爷的遗愿归国寻亲的女主角陈思宁。

2016年1月，刘泳希主演都市片《别逼我》，在片中饰演女一号庄小喵；3月，与姚尧、李建新合作出演张建春执导的喜剧动作片《监狱风云之血战上海滩》，在片中饰演外形冷酷的山口香子 ；6月，参演探花执导的科幻剧《超能快递侠》，在剧中饰演时而高冷时而逗趣萌的端木蓉；随后，主演喜剧《超萌一家》，在剧中饰演沈茹星；之后，主演网络剧《人类体检报告》 ；8月，主演王冉执导的喜剧爱情片《闪光少女》，在片中饰演弹得一手好古筝的女二号“千指大人 ”小霾；随后，主演张建春执导的喜剧动作片《血战上海滩2》；11月，与孙淳、张子健、任天野等合作出演由张夷非执导的抗战剧《民族记忆》，在剧中饰演性格刚烈的乔家小女儿“长白女侠”乔参雨。

2017年，主演姜凯阳执导的犯罪悬疑片《道高一丈》，她在片中饰演为了协助宋朝被卷入正与邪的角逐中的金子梦；同年6月，凭借《闪光少女》获得第20届上海国际电影节-电影频道传媒关注单元最受传媒关注女配角奖。同年9月，主演由陈正道监制、许肇任执导电视剧《结爱·千岁大人的初恋》，饰演女二号小菊。

2018年6月，与彭昱畅、董力等合作出演青春校园体育励志剧《奋斗吧，少年！》，在剧中饰演体育记者小莎一角。

2018年8月，毒舌电影首部主控的电影《无名狂》杀青，刘泳希在片中饰演女主角小师妹！