2015年，因出演由吴锦源执导的悬疑轻喜剧《煮妇神探》而正式进入演艺圈。 2016年10月7日，都市奇幻网络剧《我不是妖怪》在爱奇艺上线，并在剧中饰演一位拥有甜美歌声的歌手董小绿；同年，还参演了都市情感电影《一路高歌》。10月26日，主演的校园喜剧网络电影《公主和她的49个男仆》上线，肖燕在片中饰演女主角苏闯，转学进入由49个男生组成的“和尚”班，帮他们找回梦想。 2017年6月14日，都市话题网络剧《寻人大师》在爱奇艺上线，并饰演一名可爱的职业Coser小思；同时，还参演了根据郭敬明同名小说改编的奇幻历险电视剧《爵迹·临界天下》。12月19日，青春校园网络剧《燃血女神》在优酷上线，在剧中肖燕饰演外表呆萌内心倔强的女孩“土豆妹”。 2018年2月8日，根据古龙同名小说改编的古装武侠电视剧《飘香剑雨》在爱奇艺播出，并在剧中饰演一位精通暗器使用的大家闺秀唐纯，还为该剧与汤晶晶合唱插曲《相望》。10月，主演由郭靖宇担任监制兼总导演的根据新加坡同名电视剧改编的年代传奇剧《小娘惹》，并在剧中分饰菊香和月娘二角，诠释月娘一生不屈不挠的奋斗史。 2019年1月28日，根据九鹭非香同名小说改编的古装仙侠剧《招摇》在湖南卫视周播剧场播出，肖燕在剧中分饰软萌的乖巧门徒琴芷嫣和时而被附体的路招摇。4月3日，根据中国四大民间爱情传说之一《白蛇传》及赵雅芝版同名电视剧授权改编的古装神话剧《新白娘子传奇》在爱奇艺播出，肖燕凭借跟随白素贞经历红尘的小青一角获得观众关注。4月，主演民国悬疑剧《民国奇探》，并在剧中饰演富有正义感的女记者白幼宁。5月27日，参演的玄幻剧《爵迹·临界天下》在爱奇艺上线。