Pada Juni 2015 Chen mulai menulis lagu untuk album EXO 'Exodus' di lagu 'Promise' bersama dua anggota EXO lainnya yaitu Chanyeol dan Lay.
Dua bulan kemudian Chen melakukan debut penampilan perdana dalam sebuah teater musikal 'In the Heights'.
Chen juga muncul dalam acara musik 'King of Mask Singer' sebagai Legendary Guitar Man dan berhasil mendapatkan juara kedua.
Pada 2016 Chen melakukan kolaborasi duet dengan penyanyi Punch dlaam lagu 'Everytime' untuk drama 'Descendants of the Sun' dan bersama rapper Heize dalam lagu 'Lil’ Something'.
Chen bersama dua anggota EXO lain yaitu Baekhyun dan Xiumin melakukan proyek untuk lagu 'For You' yang digunakan sebagai soundtrack drama 'Moon Lovers : Scarlet Heart Ryeo'.
Lagu tersebut menjadi tonggak awal dibentuk sub unit EXO yaitu EXO-CBX.
Pada 2017 Chen kembali melakukan kolaborasi dengan Dynamic Duo dengan lagu 'Nosedive'.
Chen juga mengisi soundtrack drama 'Missing 9' dengan 'I’m Not Okay'.
Pada November 2017 Chen turut serta dalam proyek SM Station, berkolaborasi dengan penyanyi 10cm dalam lagu 'Bye Babe'.
Akhirnya Chen melakukan debut solo pada 1 April 2019 dengan merilis mini album 'April, And A Flower'.
Chen kemudian merilis mini album solo kedua 'Dear My Dear' pada 1 Oktober 2019 dengan 6 tracks atau lagu.