在2021年，何家辉参演了献礼剧集《理想照耀中国》中的单元故事《生命有诗》，于剧中生动诠释了少年时期的雷海为一角。2020年，他与郭晓峰共同主演了由万传法执导的电影短片《大郎》（The Drone Over Corn Fields），在片中扮演大朗，这部短片成功入选第23届上海国际电影节金爵奖官方单元；同年，他还凭借另一部短片《大郎》在“South Cinematographic Academy Film & Arts”电影节上荣获最佳年轻男演员奖项。2020年5月，何家辉与傅晶、林江国合作，参演了阚卫平执导的年代革命剧《井冈山儿女》，在剧中饰演阿牛，即傅晶所饰角色的儿子；同年9月，他在王海祥、周震主演的红色革命题材电影《我是周浩然》中出演孙进宝一角；10月，他与周骏、李振宇、杨洋共同出演了为建党100周年创作的献礼影片《战火中的雕像》，在片中饰演少年时期的英雄人物任常伦；11月，他参演了由陈凯歌、徐克、林超贤联合监制并执导的抗美援朝题材大型电影《冰雪长津湖》。此外，在2020年，他还与徐帆、张婧仪合作，出演了由赵天宇执导的温情电影《关于我妈的一切》。回顾2019年，何家辉与胡健、舒遥联袂主演了剧情电影《藏爱》，在片中饰演小勇，该片在第八届温哥华电影节上斩获了“红枫叶”奖；同年，他出演了赵聪执导，陶灏景、丞磊主演的爱情悬疑网剧《不过是分手》，饰演角色小张路；此外，他还与秦卫东合作，参演了李铭执导的电影《外星人驾到》，饰演斧头一角；同年，他亦主演了电影《我数123》，在片中扮演大厂。2019年，他还与牛犇、李董研合作，出演了艺文执导的电影《梦里回到昨天》，饰演小强；同年，在于震、潘长江主演的当代农村题材电视剧《半路村长》中，他饰演了牛刚这一角色。2018年，他参演了刘坦执导，欧豪、谭松韵领衔主演的民国剧《民初奇人传》，在剧中扮演孩子王；同年5月，他在刘新执导，陈伟霆、古力娜扎主演的都市谍战剧《风暴舞》中，出演了恶霸少年一角。2017年，何家辉主演了以夏津特殊教育学校为背景的纪录片《一个都不能少》，饰演男一号聋哑儿童张家栋；同年，他出演了湖南电视台定制剧《小戏骨八仙过海》，饰演皇帝；此外，他还在电视剧《梨花朵朵开》中饰演了小李佳树。更早的2016年10月，何家辉被张倾城导演选中，出演了3D电影《巾帼志杨门女将》，在片中饰演耶律隆绪。