WowKeren - Pada Agustus 2014, Lay bergabung dengan variety show pertamanya, "Star Chef". Pada April 2015, SM Entertainment mengumumkan bahwa sebuah studio pribadi telah didirikan untuk kegiatan Lay di Tiongkok. Ia juga membintangi variety show "Go Fighting" yang membuatnya semakin populer. Pada 18 September, edisi terbatas otobiografi Lay, "Standing Firm at 24" diterbitkan, sedangkan edisi standar tersedia pada 7 Oktober.

Pada November 2015, Lay membuat debut filmnya dengan peran pendukung dalam film komedi romantis Tiongkok "Ex-Files 2: The Backup Strikes Back". Pada Mei 2016, Lay membuat debut layar kacanya di serial televisi Tiongkok "To Be A Better Man" yang memperoleh rating tinggi selama penayangannya. Pada Juli 2016, Lay membintangi drama misteri aksi Tiongkok "The Mystic Nine", sebuah prekuel dari "The Lost Tomb". Pada Oktober 2016, karir Lay sebagai penyanyi solo dimulai dengan merilis "What U Need?" dan pada 28 Oktober, Lay merilis album mini debutnya, "Lose Control".

Pada 27 Januari 2017, Lay membuat penampilan perdananya di CCTV Spring Gala Festival dan menyanyikan duet bersama aktor Tiongkok Jing Boran. Pada bulan yang sama, ia membintangi film aksi India-Tiongkok "Kung Fu Yoga" bersama Jackie Chan. Pada bulan April, Lay membintangi film patriotik Tiongkok "The Founding of an Army" serta membintangi remake Tiongkok dari serial televisi roman hit Jepang "Operation Love". Pada 22 Desember, Lay merilis mini album keduanya, "Winter Special Gift".

Pada 2018, Lay ditunjuk sebagai presenter dan direktur produksi program perekrutan bakat terkenal iQiyi, "Idol Producer". Lay membuat penampilan AS pertamanya di festival musik Lollapalooza di mana ia berkolaborasi dengan Alan Walker. Duo ini kemudian berkolaborasi pada versi remix dari single Lay sebelumnya "Sheep", berjudul "Sheep Relift" pada 30 Agustus. Album kedua Lay, "Namanana", dirilis pada 19 Oktober, dengan singel pra-rilis "Give Me a Chance" dirilis pada 5 Oktober.

Pada Januari 2019, Lay kembali sebagai direktur produksi dan presenter acara survival Tiongkok "Idol Producer" 2. Zhang menghadiri Penghargaan Grammy Tahunan ke-61 sebagai duta promosinya pada 10 Februari dan merupakan satu-satunya selebritas Tiongkok yang diundang ke acara karpet merah dan upacara langsung. Lay juga berperan sebagai protagonis dalam serial fantasi-petualangan Tiongkok "The Golden Eyes", tampil di Met Gala di New York City sebagai ambassador Valentino. Pada 14 Juni, Lay merilis mini album digital berjudul "Honey" dan memulai tur konser internasional pertamanya, "Grand Line", pada Juli 2019.

Pada 19 Maret 2020, Lay merilis solo "Love You More" dan pada 1 Juni 2020, Lay merilis bagian pertama dari album keempatnya, "Lit". Pada Juni 2020, Lay memenangkan kompetisi "I'm a Singer-Songwriter 2" dari IQIYI. Dia juga muncul sebagai mentor produser di Youku's "We are Young". Pada Agustus 2020, Lay mulai tampil sebagai mentor/kapten di musim ketiga pertunjukan tarian Tiongkok, "Street Dance of China". Dia juga telah syuting untuk dramanya, "Challenges at Midlife". Pada 7 Oktober 2020, Lay secara resmi mengumumkan pendirian perusahaan hiburan Chromosome Entertainment Group. Lay merilis album studio keempatnya, "Producer", pada 5 Februari 2021.