2016年2月8日,林允和邓超、罗志祥领衔主演的现代爱情科幻片《美人鱼》在中国上映,在剧中扮演单纯美好的美人鱼珊珊;该片上映后,首日票房高达2.8亿,首周票房18亿,刷新了华语片的首日、单日、首周三项票房纪录,最后累计以33.92亿元人民币的票房收官;而林允则凭借该片获得了第16届纽约亚洲电影节亚洲新星大奖、第12届中美电影节最佳新人奖、第3届中澳国际电嫌求影节最佳新人奖等多个奖项,同时,她还提名第36届香港电影金像奖最佳新演员奖;9月30日,和范冰冰、吴亦凡共同参与演出的真人CG奇幻片《爵迹》上映,在剧中扮演嚣张跋扈的郡主天束幽花。
2017年1月16日,林允主演改编自天蚕土豆同名小说的古装玄幻剧《斗破苍穹》,在剧中扮演容貌倾城、气质清冷的萧薰儿;1月28日,参与演出的古装神话喜剧片《西游伏妖篇》上映,在剧中扮演集美貌与才华于一身的歌姬小善;7月份,与宋威龙合作主演根据安妮宝贝的同名小说改编的都市情感剧《彼岸花》,在剧中一人分饰两个角色,分别扮演古灵精怪、随性洒脱的艺术精灵乔曼以及温婉如水、文静内敛的文艺女青年南生;12月22日,和陈伟霆合作主演的古装人物传奇片《战神纪》上映,在剧中扮演美丽勇敢、有担当的草原少女孛尔帖;同一年,她还搭档陈柏霖主演的迪士尼首部华语爱情片《假如王子睡着了》。
2018年2月2日起,林允参加浙江卫视原创连续剧悬念式户外真人秀《二十四小时第三季》,担任常驻嘉宾;3月份,主演由周星驰执导的环保题材电影院舟协《美人鱼2》;8月份,与张新成合作主演青春偶像剧《蜗牛与黄鹂鸟》,在剧中扮演钢琴怪才方小莴;10月17日,参加电影频道节目中心主办的大型公益项目“脱贫攻坚战——星光行动”启动仪式。
2019年2月14日,林允与王大陆联袂主演的爱情电影《一吻定情》在中国上映,在剧中扮演原湘琴;5月4日,参加浙江卫视文化旅游探索类综艺《青春环游记》,担任常驻嘉宾;5月20日,参加的综艺节目《亲爱的,结婚吧!》在腾讯视频播出。
2020年1月23日,林允参加湖南卫视亲情观察成长节目《我家那闺女2》;9月16日,和高至霆合作主演年代情感剧《光阴里的故事》,在剧中扮演陈一朵;11月4日,腾讯视频官宣:林允参演的电影《爵迹2》更名为《冷血狂宴》,由影设拳婆欢院放映变为网络播出。
2021年4月份,林允参加由搜狐视频出品的萌娃美食真人秀《天呐!你真高第二季》。
林允人物评价
林允有着清纯的外型和白皙的皮肤,被赞颇有大S与舒淇的“综合体”的味道。她属于邻家少女类型,私下里,她走的是长发飘飘的清纯女孩的路线,很青涩,透着灵气。但看似娇滴滴的她,对于《美人鱼》辛苦的拍摄过程都不喊苦,颇得周星驰喜爱。(中国新闻网、人民网评)
出道以来,林允一直不断为大家带来惊喜的作品,从《美人鱼》中清纯懵懂的珊珊,到《爵迹》中娇蛮任性的郡主,再到《西游伏妖篇》中天真善良的白骨精小善,每一个角色都可以感受到她的进步。在《战神纪》和《假如王子睡着了》两部电影中,她扮演了截然相反的两个角色,演技成长十分迅速。(凤凰网评)
凭靠《美人鱼》出道的林允在一年糠说姜的时间里两度与周星驰合作,其表现不仅荣获了星爷的肯定,在观众之中也反响不错。勤奋的林允让人看到了她努力的结果,不论在形体的表演还是台词的表现上都有所进步。年仅20岁的林允不仅演技提升大,颜值也提高了不少,不但被星爷颇为骄傲地夸奖“越大越漂亮”,观众也看到了她的演技和颜值的双提升。(腾讯网评)
林允凭靠一贯良好的表现力以及超强的可塑性,一直备受时尚界青睐,能轻松消化清新少女、轻熟女性、古灵精怪女孩等各种各样的风格,不仅拍摄了多本杂志封面,也受大牌的喜爱,同时也收到了摄影师的认可。(腾讯网评)