2016年4月25日，其领衔主演的都市情感剧《恋爱真美》播出，她在剧中饰演时尚美丽、果敢干练的毒舌娱乐记者徐梓琳 ；6月30日，搭档朴灿烈主演的喜剧爱情片《所以……和黑粉结婚了》上映，她在片中饰演报社的新人记者方淼淼，同时她还为该片配唱主题曲《我讨厌你》及插曲《有你就足够》，随后，袁姗姗凭借该片获得第12届中美电影节最佳人气演员奖。

2017年2月4日，与岳云鹏合作主演的都市情感喜剧电影《疯岳撬佳人》上映，袁姗姗在片中饰演身材窈窕、执着追梦的女艺术家张子墨，上映首日以3300万票房荣登华语片票房冠军 。随后，其主演的都市情感剧《云巅之上》在爱奇艺首播，她在剧中饰演乐观积极的少女简兮，该剧播出后两季网络播放量累积突破20亿 ；3月，与王千源合作主演的麻辣喜剧《龙虾刑警》开机拍摄，她在片中饰演敢爱敢恨、奋斗在缉毒一线的美女刑警 ；7月，袁姗姗与欢娱影视合约到期，成立自己的工作室；8月2日，其主演的都市情感剧《米露露求爱记》开机拍摄，她在剧中饰演一名乐观阳光、医术高超的心外科医生米露露 ；9月29日，袁姗姗客串的喜剧电影《缝纫机乐队》上映 ；10月9日，其参演的都市情感剧《国民大生活》在东方卫视、浙江卫视首播。