2013年，主演了喜剧片《超级经纪人》，饰演细心、能干的超级经纪人孙美美[46] 。2014年，蔡卓妍主演了剧情片《雏妓》，凭借《雏妓》荣获澳门国际电影节金莲花好佳女主角[47] 。4月，主演了都市爱情电影《放手爱》，饰演可爱甜美的时尚杂志编辑张悦[48] 。
2015年2月13日，蔡卓妍受邀加盟《超级战队》，与朱丹、张涵予一起成为明星队长，带领三支现场观众队伍进行对战[49] 。2015年底至2016年初，与钟欣桐在红馆举行《#TWINS#LOL#LIVE IN HK》跨年演唱会[50] 。
2017年，参演了爱情片《会痛的十七岁》[51] 。1月27日，央视春晚凉山分会场，李克勤、蔡卓妍演唱《太阳出来喜洋洋》[52] 。2月11日，2017年中央电视台元宵晚会，演唱歌曲《团圆饭》。[53] 3月，加盟《奔跑吧》[54] ，和“奔跑团”、林志玲、容祖儿、唐艺昕、李沁四位美女一起来到风景美如画的云南大理，上演了一场“男女对抗赛”[55] 。4月，和阿娇共同参与录制浙江卫视《熟悉的味道第二季》[56] 。5月，主演了悬疑惊悚电影《常在你左右》[57] 。6月，主演的喜剧片《仙球大战》上映[58] 。8月，主演了根据著名剧作家庄梅岩的同名舞台剧改编的电影《圣荷西谋杀案》
