2015年，因出演由吴锦源执导的悬疑轻喜剧《煮妇神探》而正式进入演艺圈 。
2016年10月7日，都市奇幻网络剧《我不是妖怪》在爱奇艺上线，并在剧中饰演一位拥有甜美歌声的歌手董小绿 ；同年，还参演了都市情感电影《一路高歌》。10月26日，主演的校园喜剧网络电影《公主和她的49个男仆》上线，肖燕在片中饰演女主角苏闯，转学进入由49个男生组成的“和尚”班，帮他们找回梦想 。
2017年6月14日，都市话题网络剧《寻人大师》在爱奇艺上线，并饰演一名可爱的职业Coser小思 ；12月19日，青春校园网络剧《燃血女神》在优酷上线，在剧中肖燕饰演外表呆萌内心倔强的女孩“土豆妹”。2018年2月8日，根据古龙同名小说改编的古装武侠电视剧《飘香剑雨》在爱奇艺播出，并在剧中饰演一位精通暗器使用的大家闺秀唐纯，还为该剧与汤晶晶合唱插曲《相望》 。
2019年1月28日，根据九鹭非香同名小说改编的古装仙侠剧《招摇》在湖南卫视周播剧场播出，肖燕在剧中分饰软萌的乖巧门徒琴芷嫣和时而被附体的路招摇 。4月3日，根据中国四大民间爱情传说之一《白蛇传》及赵雅芝版同名电视剧授权改编的古装神话剧《新白娘子传奇》在爱奇艺播出，肖燕凭借跟随白素贞经历红尘的小青一角获得观众关注 。5月27日，参演了根据郭敬明同名小说改编的奇幻历险电视剧《爵迹·临界天下》在爱奇艺上线，其在剧中饰演六度使徒天束幽花 。12月6日，在爱奇艺尖叫之夜上获得年度戏剧潜力艺人奖 。
2020年3月24日，主演的民国悬疑剧《民国奇探》在爱奇艺播出，其在剧中饰演的白幼宁是一名富有正义感的女记者 。6月5日，主演的女性励志传奇剧《小娘惹》登陆东方影视频道，并在剧中分饰菊香和月娘二角，诠释月娘一生不屈不挠的奋斗史；肖燕由此获得了国剧盛典年度新晋女演员奖 。8月8日，主演超现实恋爱剧《拜托了！8小时》 。9月9日，主演的古装言情剧《三嫁惹君心》在爱奇艺播出，肖燕在剧中饰演一名身怀抚琴绝技的酒家女居沐儿 。9月17日，参演的抗疫题材电视系列剧《最美逆行者》登陆中央电视台综合频道 。9月27日，肖燕特别出演的都市情感励志剧《半是蜜糖半是伤》在爱奇艺播出，其在剧中饰演了一个俏皮可爱、敢爱敢恨的徐莉 。12月4日，在爱奇艺尖叫之夜上获得年度飞跃女演员奖 。随后，主演古装言情剧《陌上人如玉》，并在剧中饰演宋家三女儿宋竹 。
2021年11月10日，参与爱奇艺原创全景式人文探索节目《登场了！洛阳》 ；11月19日，主演由郭靖宇监制的华人女性海外励志奋斗史诗剧《南洋女儿情》开机 。
2017年3月26日，肖燕作为十位“春田花花团”成员之一参加了以“带不走的美丽·跑过花海云崖”为主题的查济油菜花马拉松比赛 。
2020年，参与“星力量健康助学行动”微博双话题传播活动，活动旨在传播卫生知识，开展健康教育，帮助乡村学校的卫生防护工作募集善款，为疫情中返校的乡村儿童筑起第一道健康防线 。
肖燕在一组以俏丽橘色为主题的时尚写真中，身穿橘色的卫衣搭配短款高腰牛仔裤，整组照片看起来风格多样，展现出极强的可塑性，其纤细的身材与精致的五官都展现了出来（环球网娱乐） 。在布满鲜花的背景下，肖燕扎着俏皮丸子头，身着复古时髦风格夹克短裙时，神情灵动可爱俏皮少女感十足；而当她身着略带民族感的裙装时，长发垂下香肩微露，显得妩媚动人（中国娱乐网评） 。