二零一五年，一部融合奇幻元素与虐恋情节的电影作品《听说爱情回来过》正式登陆大银幕，梁佳伟在片中饰演了名为黄苏醒的角色，由此开启了他的演艺旅程。进入二零一六年，他参演的青春励志校园偶像奇幻网络剧《时空转校生》与观众见面，他在剧中生动演绎了穆赫这一人物；同年，该剧的电影版《时空转校生》也相继上映，他继续担纲出演穆赫一角，展现了角色在不同载体上的连贯魅力。此后不久，他出演的电视剧《小草青青》也顺利播出，他在剧中诠释了成年时期的赵冬来，进一步拓宽了表演路径。二零一七年九月，梁佳伟与童蕾、朱泳腾、赵峥等演员共同主演了一部聚焦年代变迁的情感大戏《我的小姨》，他在剧中饰演了陈响这一重要角色，凭借细腻的表演获得了关注。同年十一月，他参与出演的另一部电视剧作品《欢乐步行街》也如期与观众见面，持续丰富了他的影视作品履历。
二零一八年，梁佳伟参演了由王梓执导、王锦担任制片人的电视剧《我们的四十年》，该剧汇集了金世佳、柴碧云等众多演员。他在剧中饰演的角色名叫黑子，这个人物性格单纯直率，待人十分仗义。剧情发展中，黑子因私下收取回扣一事与由金世佳饰演的冯都产生激烈争执，随后被降职为场工。在故事的关键时刻，黑子为拯救男主角而奋力推开大型机器，自己却被砸中头部不幸身亡。这一悲情结局深深触动了观众，在网络上引发了“还我黑子”的热烈讨论。同年，他还在电视剧《桃花依旧笑春风》中出演了王鑫一角。进入二零一九年，他与蔡尧等人共同主演的爱情短剧《当你恋爱时》于优酷视频上线，他在剧中扮演了李卓阳。同年五月，他参演了由林继东执导的电视剧《我要和你在一起》，饰演杜若男的挚友苏子杰。二零二零年，他出演了作品《燃烧大地》。此外，他也曾参与电视剧《明天，会更好》的演出。二零二一年九月二十七日，梁佳伟与陈龙、柴碧云、徐小飒合作主演的革命英雄成长史诗剧《燃烧大地》在山东卫视和安徽卫视同步播出。同年十一月二十九日，他出演的古装言情剧《一片冰心在玉壶》在优酷播出，他在剧中饰演了吴子楚。到了二零二三年，他出演的青春推理剧《瞧！你这小脾气》在优酷播出，他饰演的角色是吴言。同年五月，他参演的江湖奇谋剧《云襄传》播出，他在剧中扮演徐朗。十月十三日，他出演的古装悬疑剧《繁城之下》播出，他在剧中饰演了一位书生形象。
2024年1月15日，由她参与演出的影视作品《风华往事》正式与广大观众见面，并在此期间获得了积极的关注。随后在2025年2月26日，她再度亮相荧屏，出演了一部风格轻松诙谐的古装爱情轻喜剧《只此江湖梦》，该剧的播出进一步丰富了其演艺履历，并展现了她在不同类型剧目中的表演能力。
在演艺生涯中，梁佳伟曾与演员郁葱有过三次合作经历，这三次合作分别体现在作品《燃烧大地》、《当你恋爱时》以及《瞧！你这小脾气》之中。此外，他与卢佳也同样合作了三次，共同出演的作品包括《我们的四十年》、《我的小姨》和《当你恋爱时》。在与邵峰的合作方面，两人也在三部作品中一同出现，具体为《燃烧大地》、《我的小姨》和《瞧！你这小脾气》。至于和徐薏雯的合作，梁佳伟同样与其搭档三次，相关作品是《燃烧大地》、《我们的四十年》以及《瞧！你这小脾气》。在导演合作方面，梁佳伟与导演王梓共合作过两次，先后参与了由王梓执导的《燃烧大地》和《我们的四十年》两部作品。纵观其广泛的合作网络，梁佳伟还与多位其他演员有过共同演出，例如曾与柴碧云合作过《燃烧大地》和《我们的四十年》，与何翯合作过《燃烧大地》和《瞧！你这小脾气》，以及与李珀合作过《燃烧大地》和《我们的四十年》等，这些合作共同构成了他丰富的演艺经历。