2016年5月，孙毅出演古装剧《刺客列传》，剧中饰演瑶光国王子慕容离的伴读阿煦，在瑶光国灭国之时替慕容离跳下城楼。
2017年5月，出演古装剧《楚乔传》，他在剧中饰演对宇文玥忠心耿耿的月九一角；同年6月出演由刘猛执导的电视剧《雷神突击》，剧中饰演19岁特战队员陈东西。
2018年出演网剧《人间烟火花小厨》饰演孙大圣。
2019年网剧《女世子》饰演寄野。同年主演电影《阿麦从军》饰演崔衍
剧照2020年9月17日，与李晨、UNINE李汶翰、王鹤棣等共16位明星球员参加由腾讯体育出品的中国首档全明星篮球竞技真人秀《2020超级企鹅联盟super3：星斗场》。
2021年9月30日，参演的抗美援朝电影《长津湖》上映，在片中饰演小叶；同年出演电视剧《流光引》饰演影子。
《长津湖剧照》