2017年，与李一桐合作主演民国情感剧《海棠经雨胭脂透》，在剧中饰演与顾海棠相恋的男主角朗月轩 [9] ；同年6月5日，其出演的古装传奇剧《楚乔传》在湖南卫视首播，而他在剧中则饰演了表面放荡不羁、实则头脑精明的南梁皇帝萧策；同年6月，与杨紫搭档主演古装神话剧《香蜜沉沉烬如霜》，在剧中饰演原为天界二殿下火神、后为魔界魔尊的男主角旭凤（凤凰），该剧次年在江苏卫视幸福剧场播出，开播至收官收视率稳居同时段第一，持续全国同时段收视率第一，CSM52城平均收视率1.3% [10] [23] ；此外，他还参加了北京卫视明星跨界音乐真人秀节目《跨界歌王第二季》 [24] ；9月，与迪丽热巴合作主演现代都市剧《一千零一夜》，在剧中饰演高智商低情商的霸道男神、身为花艺大师的男主角柏海 [25] ；与此同时，他还作为固定嘉宾参加芒果TV亲子户外真人秀节目《爸爸去哪儿第五季》的录制，并参与演唱了该节目的主题曲《爸爸去哪儿》 [12] [26] ；11月22日，获得第14届MAHB年度先生盛典年度最具潜力演员奖 [27] ；12月2日，获得2018爱奇艺尖叫之夜年度人气艺人奖 [28] ；12月31日，参加湖南卫视跨年演唱会，演唱了《稳稳的幸福》 [29] 。2018年1月1日，获得国剧盛典年度新晋男演员奖 [13] ；3月，与何炅、吴磊、马思纯、韩雪、大张伟一起作为常驻嘉宾，加盟湖南卫视情境类益智互动推理秀《我是大侦探》 [14] ；3月17日，获得电视剧品质盛典年度青春号召力剧星奖 [30] ；4月，参加CCTV-1人文艺术类节目《信·中国》 [31] 。5月，与Angelababy、朱一龙、许娣等合作主演电视剧《我的真朋友》，在剧中饰演邵芃橙 [32] ；8月，他还入选了福布斯中国“30位30岁以下精英”榜（娱乐领域） [33] ；10月，作为故宫文创新品开发员参加北京卫视文化创新类真人秀节目《上新了·故宫》，并演唱节目同名主题曲《上新了·故宫》 [34] 。12月20日，获得搜狐时尚盛典年度国剧男明星奖 [35] 。2019年2月4日，在2019年央视春晚上，邓伦与成龙、陈伟霆演唱歌曲《我奋斗 我幸福》。 [36] ；3月16日，他被评选为LikeTCCAsia亚太区最帅100张面孔第12位 [15] ，3月17日，被评选为LikeTCCAsia中国区最帅100张面孔第5位
