在2020年，一部由唐晓天与孙千联袂主演的都市轻喜剧《拾光里的我们》于腾讯视频平台正式上线，他在该剧中生动塑造了程序员张亮这一角色。进入2021年9月25日，他与刘以豪、周雨彤等演员合作主演的青春浪漫都市剧《当爱情遇上科学家》与观众见面，他在剧中精彩演绎了耿攀攀这一人物。同年，他还先后主演了两部古装题材的短剧，分别是《神女杂货铺》和《心有灵犀》，进一步拓宽了其表演领域。时间来到2022年，3月17日，他与迪丽热巴、任嘉伦等知名演员共同出演的古装神话剧《与君初相识》隆重播出。紧接着在4月2日，由他携手胡丹丹、杨泽、肖然心共同领衔主演的古装悬疑短剧《念念无明》也登陆荧屏，他在剧中成功刻画了富家公子文房的形象；同年7月13日，一部青春爱情短剧《我的队长不对劲》播出，他在剧中饰演了陆星齐一角；11月4日，他与邵羽柒等人主演的都市爱情短剧《朝九晚六的热恋》上线，他在剧中扮演了黄宇辰；11月30日，他受邀参与了湖南卫视出品的美学综艺节目《会画少年的天空》的录制；12月30日，他与肖雨、曹恩齐、肖然心共同主演的都市爱情短剧《我迟到了那么多年》如期播出。进入2023年，1月11日，他参演的电视剧《夏日不宜入爱河》正式与观众见面；6月13日，由他主演的微短剧《薛小冉的古代搭伙之旅》在腾讯视频平台播出。2024年1月24日，他参演的网剧《染指》于优酷平台独家播出；同年9月，他主演了一部古装剧《不从》；9月14日，由他主演的微短剧《他似火》播出，他在剧中饰演了余家豪这一角色；12月6日，他参演的另一部网剧《夜未央》也顺利播出。展望未来，根据已公布的信息，2025年7月8日，他参演的电视剧《晴梦高中》计划播出。同年9月15日，由他领衔主演的短剧《半城风月半城雪》将上演，他在剧中饰演顾同霈。11月5日，他参演的电视剧《叙梦入局》预计播出；12月2日，他参演的短剧《风与星光是归途》也将与观众见面。而至2026年1月23日，他出演的一部历史题材剧集《太平年》也已排定播映日程。