10月2日，由刘诗诗领衔主演的悬疑推理爱情电影《深夜前的五分钟》于釜山国际电影节全球首映，她在片中再次一人分饰两角，分别饰演了神秘忧郁的专栏作家若蓝和活泼开朗的大明星如枚；同时，她还凭借该片提名第6届澳门国际电影节最佳女主角，该片于2014年10月23日在中国大陆全面上映，12月27日在日本首映 。

2015年5月，刘诗诗在福布斯中国名人榜中排名第30位 。2016年2月13日，由其领衔主演的古装传奇励志剧《女医·明妃传》首播，刘诗诗在剧中饰演了坚持用精湛的医术悬壶济世的一代知名女国医谭允贤，该剧播出后则以平均收视率百分之2.007，市场份额百分之5.118的成绩取得全国同时段电视剧收视第一，而她则凭借该剧获得首届中国电视剧品质盛典年度最具影响力演员 。

5月10日，都市青春励志剧《那年青春我们正好》首播，刘诗诗在剧中饰演温婉秀丽的校园女学霸刘婷 ；11月18日，获得百度娱乐年度人物奖 ；12月底，刘诗诗与唐人合约到期，并宣布不再续约 。

2017年2月27日，刘诗诗凭借多部作品获得第2届中国电视剧品质盛典年度影响力剧星 ；3月3日，其主演的公安反特电视剧《黎明决战》首播，她在剧中饰演女特工宋红菱 ；5月22日，由她主演的现代都市爱情剧《天使的幸福》首播，在剧中饰演了美丽乐观、独立坚强的单亲妈妈李晓涵 。

7月13日，其领衔主演的古装奇幻权谋剧《醉玲珑》在东方卫视周播剧场播出，她在剧中饰演巫族圣巫女凤卿尘 ；而刘诗诗凭借多部作品在这一年的福布斯中国名人榜中排名则跃居到了第19位 ；12月22日，她与邓超、阮经天合作出演的犯罪悬疑片《心理罪之城市之光》上映，在片中饰演擅长追踪蛛丝马迹、剖析案情的痕迹学专家米楠，同时她还首次为电影献唱片尾主题曲《何者般若》 。 乐可小说

2019年4月9日，刘诗诗主演的现代都市情感剧《如果可以这样爱》在湖南卫视播出 ，她在剧中饰演敢爱敢恨、离经叛道的电台主持人白考儿 。

2020年9月7日，主演的都市情感励志剧《亲爱的自己》在湖南卫视播出，刘诗诗则在剧中饰演了一个非常有自我意识的当代独立女性职场精英李思雨 ；12月28日，主演的年代情感剧《流金岁月》播出，她在剧中饰演了坚韧勇敢的蒋南孙 。

2021年6月28日，参加《伟大征程》庆祝中国共产党成立100周年文艺演出，与王雷、黄渤、闫妮、苏青等合作表演《小康之歌》 ；7月1日，参演的历史剧情电影《1921》全国上映，其在片中饰演宋庆龄 ；9月21日，在中央广播电视总台中秋晚会上演唱歌曲《但愿人长久》 。

2023年，主演的古装剧《狐妖小红娘竹业篇》官宣，其在剧中饰演温婉清丽的东方淮竹 ；10月，参加的新浪娱乐《最美表演》十周年上线播出 ；11月28日，主演的古装传奇公路剧《一念关山》播出，其在剧中一人分饰两角，分别饰演行走江湖快意恩仇的女侠任如意和朱衣卫最负盛名的冷血女杀手任辛 。