2017年8月，青春励志偶像剧《
进击吧，闪电！》在湖南卫视首播，马梦唯在剧中饰演冷子峰的妹妹冷子晨，是一名就读于医学院的学霸女神。2018年3月，参演的古装武侠言情剧《
烈火如歌》在优酷播出，她在剧中饰演烈火山庄侍女总管、烈如歌侍女薰衣。8月，都市生活剧《
月嫂先生》播出，她在剧中饰演为爱而迷失自我、执着付出的温室花朵温小雅。12月，与
赵立新、
凌潇肃、
董琦等共同主演的励志片《
中国合伙人2》上映，她在片中饰演秦磊的“爱情合伙人”赵晴。
2019年12月18日，与
张轩睿、
戚砚笛等共同主演的青春励志剧《
身为一个胖子》在芒果TV上线，在剧中饰演美丽优雅、无所不能的公关经理罗伊人。
2020年1月，搭档
徐正溪特别出演的都市爱情剧《
蓬莱间》开播，在剧中饰演陆雨岚满汉楼的当家主厨兼继承人；6月15日，与
朱戬领衔主演的古装爱情剧《
愿我如星君如月》播出，她在剧中饰演尚书之女颜知夏；7月27日，主演公益院线影片《
战疫英雄》；9月24日，与
敖瑞鹏、
罗正、
史卿妍共同主演的都市爱情剧《
恋爱吧，食梦君！》播出，在剧中饰演古灵精怪且对声音极度敏感的方言；9月30日，与
赵志伟共同主演的都市爱情励志剧《
酒店实习生》播出，在剧中饰演初入职场的乐观女孩岳然；10月1日，参加“2020国庆献礼·湖南卫视蓝月亮中秋之夜”，参演“何炅尚雯婕带领莘莘学子期盼美好未来”节目。
2021年6月15日，主演社交网络话题短剧《
朋友圈儿里的男朋友》播出，在剧中饰演高冷猫系御姐陆羽。2023年1月3日，主演的田园生活治愈剧《
去有风的地方》播出；11月4日，特别出演的古装传奇爱情剧《
风起西州》播出。
2024年7月16日，出演的古装爱情剧《
山河枕》官宣杀青；10月17日，入选2024横店影视节暨第十届“文荣奖”青年演员扶持计划名单。
马梦唯凭借甜美清纯的外貌和自然灵动的演技获得网友点赞，在《进击吧闪电》中本色出演了善良又可爱的子晨一角，将孪生兄妹相爱相杀的一面生动的展现给观众。（网易娱乐 评）
由《
蓬莱间》的陆雨岚到《
身为一个胖子》的罗伊人，两人的性格千差万别，她也用自己的专业态度完美塑造了两个让大家惊喜的角色。她为观众带来了许多令人印象深刻的精彩表演，电视剧《
烈火如歌》中令人心疼的熏衣，电影《
中国合伙人2》中单纯独立的赵晴，都获得了广大观众的广泛认可和好评。写真里，她身着长款纯白卫衣，活力满满而不失温柔；丸子头甜美俏皮，笑容温暖，满溢治愈气息。（网易、大众网评）