2013年白百何主演的电影《分手合约》和《被偷走的那五年》上映，均取得内地票房过亿的成绩，并凭借《被偷走的那五年》入围第十六届上海国际电影节最佳女主角。同年在冯小刚导演电影《私人订制》中担任女主角，饰演角色“小白”。2014年主演陈可辛监制的国内首部整容题材喜剧电影《整容日记》。2015年初主演电视剧《长大》；同年6月成立白百何工作室。同年暑假档，主演的3D奇幻电影《捉妖记》，中国内地票房近24.4亿；主演的励志电影《滚蛋吧！肿瘤君》内地票房超5亿，该影片代表中国内地角逐奥斯卡最佳外语片。同年还主演了喜剧电影《火锅英雄》和警匪动作悬疑电影《谜途杀》。2016年主演电影《捉妖记2》；6月24日，凭借《滚蛋吧，肿瘤君》获得第16届中国电影华表奖优秀女演员。2017年3月出演都市情感剧《南方有乔木》。
