二零一六年，这位演员的演艺事业迎来了新的进展，他先是参演了一部轻松幽默的喜剧电影《老公学院》，随后又在同年担纲主演了一部融合了悬疑与喜剧元素的影片《吐槽公司》，进一步拓宽了戏路。进入二零一七年，其作品陆续与观众见面：二月二十四日，一部由他与秦晓飞、周煦泽等人共同出演的古装轻喜剧《太子快跑》于爱奇艺平台正式播出，他在剧中塑造了一位武功高强、形象鲜明的剑客碧池；到了十月十三日，另一部他参演的喜剧电影《野蛮囧妃2：迷雾重重》播映，他在片中诠释了英武国太子宁云龙这一角色；紧接着在十一月一日，他与宗峰岩、张延斌等演员联袂主演的古装武侠电影《八侍卫之英雄崛起》在爱奇艺上线，此次他挑战了性格复杂的佞臣煊赫一角。二零一八年，他的作品产出依然稳定：四月二十一日，他主演的古装武侠电影系列的第二部作品《八侍卫之王者天下》上线；六月二十八日，他出演的一部聚焦青春校园生活的剧集《快把我哥带走》在腾讯视频播出；同年十一月二十三日，一部由他与房飞霖、陈昊明等共同出演的奇幻题材喜剧《拜托了废柴》在搜狐视频和芒果TV双平台与观众见面。时间来到二零一九年，一月十七日，他与徐开骋、王双等合作出演的青春爱情剧《奈何boss要娶我》通过搜狐视频和芒果TV联合播出，他在剧中饰演了夏林的前男友赵嘉言；四月十五日，他参演的另一部青春校园剧《你好，对方辩友》于芒果TV播出；五月五日，他主演的上述古装武侠电影系列的第三部作品《八侍卫之逆转乾坤》也如期上线。二零二零年，他的演艺活动持续活跃：四月十日，一部他与宋伊人、张耀等合作出演的都市青春言情剧《全世界最好的你》在优酷平台独家播出；五月十九日，一部由他与黄景瑜、迪丽热巴等联袂主演的都市励志剧《幸福，触手可及!》正式开播，他在剧中饰演了男主角宋凛的助理陈晨这一重要角色；此外，演员蔡宇航在《一见倾心》中的剧照也吸引了观众的注意。步入二零二一年，三月十五日，他领衔主演的一部电影《古剑奇谭之悲歌咒》在腾讯视频独家播映；随后在十一月九日，一部他与陈星旭、张婧仪等联合主演的民国背景言情剧《一见倾心》也拉开了播出的帷幕。
二零二零年五月，蔡宇航积极投身于“星力量健康助学行动”的微博线上传播活动之中。该活动的主要目标在于广泛普及基础卫生知识，深入推进健康教育的开展，同时为乡村学校募集用于卫生防护的专项善款，从而为在疫情期间陆续返校的乡村儿童建立起坚实可靠的第一道健康屏障。同年六月，他又参与了“美丽中国青春行动”与“绿创未来”这两个微博双话题词的联合传播活动。在此期间，他以一名美丽中国守护者的身份，凭借自身所产生的榜样示范作用，持续向公众发出倡导，希望唤起更多人对环境保护议题的重视，并鼓励大家在日常生活中积极践行绿色、低碳的健康生活方式。
蔡宇航的演艺之路走得扎实而稳健，他并非一蹴而就，而是从一个个小角色起步，经过数年时间的默默积累与沉淀，才逐渐崭露头角。在院线电影《老公学院》中，他首次担纲男主角，其表演细腻生动，情感表达层次分明，赢得了众多观众的好评与认可，可谓演技可圈可点。随后，在古装轻喜剧《太子快跑》里，他饰演了名为碧池的角色，对于这一人物的性格与命运，他把握得十分精准，演绎起来可谓信手拈来，游刃有余。他成功塑造了一位容貌俊秀却又不失内在霸气的剑客形象，向观众展现了一位英俊潇洒、武功高强、深受众人喜爱的大侠风采，也因此被广大观众亲切地誉为“最美剑客”。而在职场爱情剧《幸福，触手可及！》中，蔡宇航不仅凭借帅气的面容令人印象深刻，其身着西服的造型更是让人眼前一亮，他优越的身材比例将职场精英特有的那种帅气与干练气质诠释得淋漓尽致，进一步证明了他在不同剧集类型中的广泛适应性与出色表现力。