二零一六年十月，由炼金师影业与巡天舟影业共同投资制作的电影《超感联盟：萝煞女》正式宣布开机，青年演员廖茉汐在该片中担任主要角色。随后在二零一七年，廖茉汐参与了由热门漫画改编的青春校园题材网络剧《我才不会被女孩子欺负呢》的拍摄，并在剧中生动演绎了角色宫彩彩；同年十月二十五日，其参演的电影《空壳》在全平台上线，这部影片深入讲述了一位自幼患有先天性心脏病的男孩郑义曲折而感人的成长历程，廖茉汐在片中饰演了女主角苏言。进入二零二三年，廖茉汐的演艺事业持续发展，其主演的奇幻惊悚悬疑题材电影《僵尸参将》于十一月七日在爱奇艺与腾讯视频双平台同步首播；紧接着在十二月八日，另一部由她领衔主演的民国背景悬疑电影《诡摇铃》也在全国范围内正式公映。在电影《侠医谦哥》发布的官方海报中，廖茉汐作为主演之一出现在画面右侧。二零二四年六月一日，她主演的中医武侠古装剧《侠医谦哥》与观众见面，她在剧中成功塑造了李芫华这一角色；同年十月十六日，由其主演的网络剧《世世动了心》在横店影视城举行了隆重的开机仪式。来到二零二五年，廖茉汐的演出安排依然紧凑，四月十八日，她参演的古装悬疑剧《大唐迷雾》正式开机拍摄；七月十八日，其出演的短剧《他偏要勉强》如期播出；十月十三日，由她主演的聚焦非物质文化遗产的文旅题材短剧《黄金皮的故事》在优酷平台进行全网独家播映；直至十二月四日，她参演的电视剧《苍月无烬》也顺利与广大观众见面。