2015年12月23日，孟美岐随组合发布《All You Need Is Love》和《All I Want For Christmas is You》两首圣诞歌曲的影片，以宇宙少女成员的身份首次公开亮相。 2016年2月20日， 随组合在KT“GIGA Legend Match”进行出道前的首次公演；25日，随组合发行首张迷你专辑《WOULD YOU LIKE?》，正式出道，该专辑共收录了包括主打曲《MoMoMo》和《Catch Me》在内的6首歌曲；3月1日，随组合在北京举办“宇宙少女中国出道发布会”，在中国正式出道；5月28日，随组合受邀出席亚洲强音盛典，获得最佳新人奖；6月9日，随组合出演的首个团体综艺节目《宇宙LIKE少女》在Mnet电视台首播；8月6日，随组合与MONSTA X组成特别企划团体Y Teen，并推出合作单曲《Do Better》；17日，随组合发行第二张迷你专辑《THE SECRET》，该专辑收录了包括主打曲《是秘密啊》在内的7首歌曲 ；10月28日，与组合成员程潇、吴宣仪参加爱奇艺自制综艺《大牌对王牌》，完成中国综艺首秀；11月16日，随组合出席亚洲明星盛典，并获得“Rising Star”奖；12月15日，与马丽、吴昕等合作演唱电影《东北往事之破马张飞》的主题曲《全世界都在说东北话》。 2017年1月4日，随组合发行第三张迷你专辑《From.宇宙少女》， 该专辑收录了包括主打曲《靠近你的心》在内的6首歌曲，专辑发行后便在韩国获得Mnet排行榜第一名、Olleh MV排行榜第三位的成绩；19日，随组合出席第26届首尔歌谣大赏，获得EPK年度发展赏；3月14日，随组合为韩国手游《大洋》演唱OST《捕鲸Remake》；5月19日，随组合在首尔举办出道后的首场单独演唱会“Would you like?-Happy Moment”；6月7日，随组合推出首张正规专辑《HAPPY MOMENT》，主打歌是《HAPPY》；7月14日，随组合推出某美妆广告曲《KISS ME》 ；8月，与黄征、王一博、程潇等共同为电影《二次初恋》演唱推广曲《告白情歌》；9月20日，随组合出席第一届SORIBADA最佳音乐大奖的颁奖典礼，获得新韩流Rising Hot Star奖；12月8日，与STARSHIP旗下所有艺人共同发行合作曲《Christmas Day》；同年，与周艺轩、朱正廷等合作主演爱情电影《初恋的滋味》；主演电影《舞出我人生之舞所不能》，在片中饰演铁蛇的妹妹小飞一角；出演爱情电影《蓝色生死恋》，在片中饰演欣爱一角。 2018年2月27日，随宇宙少女发行第四张迷你专辑《Dream your dream》，专辑发行的同时便登上Hanteo、新娜拉等韩国专辑销量排行榜的第一；4月21日，以练习生的身份参加腾讯视频女团青春成长节目《创造101》，并随节目发行同名主题曲《创造101》，最终孟美岐以第一名的成绩在该节目中获胜， 成功获得出道资格；8月9日，其经纪公司发布声明，孟美岐、吴宣仪退出组合火箭少女101；17日，孟美岐、吴宣仪、紫宁回归火箭少女101组合，继续团队的工作安排，乐华娱乐、麦锐娱乐两家公司称尊重契约精神，共同遵守已签订的合约；8月18日，随组合发布首张EP《撞》陆续公开《light》等四首单曲；8月31日，受邀助阵《明日之子》，带来了精彩的《我的地盘》表演；9月5日，受TOM FORD品牌邀请，首次亮相纽约时装周；9月29日，现身中网，先是亮相公益活动，和张帅、德尔波特罗进行了一场趣味的网球表演赛，随后她为斯维托丽娜和克鲁尼奇的比赛挑边。之后，还在根据萧鼎同名小说改编并由程小东执导的古装青春仙侠电影《诛仙Ⅰ》中饰演至情至性的碧瑶，该片定档于2019年9月13日在全国上映。 2019年1月12日，随火箭少女101组合举办首场“2019火箭少女101飞行演唱会”上海站；1月13日，腾讯视频出品的青春探险真人秀《横冲直撞20岁》定档播出，演唱主题曲《横冲直撞下一站》；1月15日，与吴宣仪、段奥娟、赖美云共同为电影《熊出没·原始时代》演唱的片尾曲《福气拱拱来》上线；同日，首支单人电影OST、为科幻电影《流浪地球》演唱的推广曲《有种》上线 ；1月28日，火箭少女101全员献唱喜剧科幻电影《疯狂的外星人》宣传主题曲《银河系Disco》；2月1日，火箭少女101助阵《即刻电音》年度总决赛，孟美岐助阵薛伯特《Godlike》；2月6日，参加纽约时装周Tom Ford大秀；3月2日，参加巴黎时装周；4月23日，发布团专先导EP《犟》；5月20日，官宣成为腾讯视频《明日之子水晶时代》星推官；6月23日，发行单曲《只有你知道》；7月22日，与黄明昊共同演唱《舞出我人生之舞所不能》电影主题曲《don't wait any more》 ；8月7日，发布2019炫舞夏日音乐季主题曲《I like you》；9月18日，发布主演电影《诛仙Ⅰ》“无悔版”角色推广曲《折花》；10月12日，参加青春体娱跨界类型节目《超新星全运会第二季》；10月21日，以学徒身份参加浙江卫视大型原创表演类综艺《我就是演员之巅峰对决》；10月31日，随团参加亚洲新歌榜2019年度盛典，火箭少女101获得“年度最受欢迎团体”荣誉；11月9日，作为中国色彩推荐人参加CCTV2财经频道综艺《时尚大师第二季》；11月11日，孟美岐获得首届腾讯音乐娱乐盛典TMEA最受欢迎内地女歌手奖；12月8日，以“我不做大哥好多年”代号参加《蒙面唱将猜猜猜第四季》。