2015年2月，主演校园魔幻网络剧《逆光之恋》，出演女主角富家女江离；7月22日，迪丽热巴参演都市爱情电视剧《克拉恋人》在浙江卫视、安徽卫视播出，迪丽热巴在剧中饰演外表看似高冷有范儿，而内心单纯善良，鬼马精灵的超级明星高雯，凭借对“高雯”的成功塑造赢得了观众的更多关注，并凭借该角色获得2015年国剧盛典获得观众喜爱新人女演员奖；10月18日，确定主演爆笑喜剧电影《傲娇与偏见》，饰演女主角唐楠楠；12月，参演由杨幂、李易峰主演的电影《怦然星动》，在影片中她再次饰演一位耀眼的明星郝美丽；同月18日，主演电影《21克拉

2016年1月29日，确定出演言情小说改编同名电视剧《三生三世十里桃花》，饰演青丘帝姬凤九；2月8日，参演的古装励志剧《班淑传奇》播出，在剧中饰演楼兰公主；3月，参演商业现代剧《爱的阶梯》，饰演富家千金宋子涵；3月17日，确认参演浪漫爱情电视剧《漂亮的她》，饰演女主角饰演慧珍；6月20日，主演电视剧《六扇门》在腾讯视频VIP上线播出，饰演女主角侠女苏溢青；6月26日携电影作品《傲娇与偏见》参加2016中英电影节，并获得2016中英电影节最佳新人奖；8月，热巴主演的都市电视剧《麻辣变形计》在湖南卫视金鹰独播剧场播出，在剧中饰演女主角帅气保镖关小迪；同年获得中国泛娱乐指数盛典新势力女艺人奖。

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