2015年，因出演由吳錦源執導的懸疑輕喜劇《煮婦神探》而正式進入演藝圈 。
2016年10月7日，都市奇幻網絡劇《我不是妖怪》在愛奇藝上線，并在劇中飾演一位擁有甜美歌聲的歌手董小綠 ；同年，還參演了都市情感電影《一路高歌》。10月26日，主演的校園喜劇網絡電影《公主和她的49個男仆》上線，肖燕在片中飾演女主角蘇闖，轉學進入由49個男生組成的“和尚”班，幫他們找回夢想 。2017年6月14日，都市話題網絡劇《尋人大師》在愛奇藝上線，并飾演一名可愛的職業Coser小思 ；同時，還參演了根據郭敬明同名小說改編的奇幻歷險電視劇《爵跡·臨界天下》。12月19日，青春校園網絡劇《燃血女神》在優酷上線，在劇中肖燕飾演外表呆萌內心倔強的女孩“土豆妹”。
2018年2月8日，根據古龍同名小說改編的古裝武俠電視劇《飄香劍雨》在愛奇藝播出，并在劇中飾演一位精通暗器使用的大家閨秀唐純，還為該劇與湯晶晶合唱插曲《相望》 。
2019年1月28日，根據九鷺非香同名小說改編的古裝仙俠劇《招搖》在湖南衛視周播劇場播出，肖燕在劇中分飾軟萌的乖巧門徒琴芷嫣和時而被附體的路招搖 。4月3日，根據中國四大民間愛情傳說之一《白蛇傳》及趙雅芝版同名電視劇授權改編的古裝神話劇《新白娘子傳奇》在愛奇藝播出，肖燕憑借跟隨白素貞經歷紅塵的小青一角獲得觀眾關注 。5月27日，參演的玄幻劇《爵跡·臨界天下》在愛奇藝上線，其在劇中飾演六度使徒天束幽花 。8月，在古裝言情劇《三嫁惹君心》中飾演一名身懷撫琴絕技的酒家女居沐兒 。11月，參演都市情感劇《半是蜜糖半是傷》 。12月6日，在愛奇藝尖叫之夜上獲得年度戲劇潛力藝人獎 。
2020年3月24日，主演的民國懸疑劇《民國奇探》在愛奇藝播出，其在劇中飾演的白幼寧是一名富有正義感的女記者 。6月5日，主演由郭靖宇執導的女性勵志傳奇電視劇《小娘惹》登陸東方影視頻道，并在劇中分飾菊香和月娘二角，詮釋月娘一生不屈不撓的奮斗史 。