2019年1月,參加湖南衛視綜藝節目《快樂大本營》;1月8日,推出個人單曲《不求》;隨後,成為湖南衛視音樂競技節目《歌手2019》首位“全民舉薦踢館歌手”;1月29日,參加湖南衛視小年夜春節聯歡晚會,與林彥俊、金瀚、張新成合唱歌曲《2019情歌王》;2月5日,參加湖南衛視“全球華僑華人春節大聯歡”晚會,與王珮瑜合唱了歌曲《生僻字》;與此同時,他還參加了江蘇衛視春節聯歡晚會,並獨唱歌曲《答案》;3月25日,獲得第26屆東方風雲榜音樂盛典最佳新銳歌手獎、網路影響力榮譽獎,而其演唱的歌曲《讓酒》則獲得傳媒推薦影視歌曲獎;3月30日,作為固定嘉賓參加的紀實性文化品格傳承節目《我們的師父》在湖南衛視首播,並與“拜師團”成員共同演唱了同名主題曲《我們的師父》;4月19日,與吳鎮宇共同為電影《轉型團伙》演唱的宣傳推廣曲《友情歲月(兄弟版)》上線;4月20日,為電視劇《一場遇見愛情的旅行》演唱的人物主題曲《裝模作樣》發布;4月21日受邀加盟江蘇衛視匠心打造的全球創意競演秀《百變達人》,4月27日,獲得第23屆全球華語榜中榜年度最佳新人獎;4月29日,為電影《企鵝公路》演唱的少年版中文主題曲《昨日少年》正式上線;5月31日,推出個人單曲《That Girl》;6月10日,其演唱的單曲《孤獨的人在哪裡》上線;同年,其出演的犯罪動作電影《使徒行者2:諜影行動》宣布定檔於8月7日全國公映;同年,發布首張個人音樂專輯《十》;8月17日,開始舉行摩登兄弟“成長風暴”巡迴演唱會;8月30日,獲得華人歌曲音樂盛典年度最佳新人獎;9月8日,參加江蘇衛視《聚划算99划算盛典》;10月19日,參加浙江衛視《2019浙江衛視秋季盛典》,並演唱歌曲《想像》、《生如夏花》;10月22日,其出演的年代熱血青春劇《熱血少年》開播,在劇中飾演衛乘風,並為該劇演唱了主題曲《帶風的少年》,與黃子韜合唱;更以摩登兄弟首支原創作品《戒》為該劇片尾曲;10月27日,加盟東方衛視競演綜藝《中國夢之聲·我們的歌》;10月31日,獲得亞洲新歌榜年度盛典年度最佳新人獎。11月10日,參加湖南衛視蘇寧雙十一晚會;11月16日,出席2019芭莎慈善夜,演唱歌曲《my o my》、《黑夜一束光》;12月6日,受邀出席2020愛奇藝尖叫之夜,獲年度戲劇潛力藝人;12月31日,參加湖南衛視跨年演唱會,演唱歌曲《戀語1910》+《戀曲1990》。
2020年1月1日,參加四川衛視花開天下·國韻新年演唱會;1月5日,推出新春祝福單曲《過年的歌》;1月13日,與美國亞裔說唱電音組合遠東韻律(Far East Movement)推出合作單曲《顛倒的夢(Howlin)》:;1月17日,參加中央廣播電視總台2020央視網路春晚,演唱歌曲《向上的光》;1月18日參加湖南衛視小年夜春晚,與張碧晨合唱《給你們》;1月25日加盟湖南衛視華人春晚播出,帶來開場組曲《拜年啦》;同時參加了江蘇衛視春晚;2月27日,為青春愛情競技成長電視劇《冰糖燉雪梨》演唱片尾曲《當遇見你》上線;4月28日,首張EP《如約》第三首歌曲《一邊》上線;4月30日,為古裝玄幻武俠劇《太古神王》演唱的主題曲《斷緣訣》上線;5月21日,擔任湖南衛視全新原創美食少年先鋒成長試煉記《鮮廚100》“鮮廚推薦官”。8月18日,客串的電視劇《他其實沒有那么愛你 》在愛奇藝獨播,在劇中飾演賀醫生;9月4日,以飛行合伙人身份加入湖南衛視《中餐廳第四季》。9月17日在CCTV1黃金檔播出《最美逆行者》,劉宇寧為第一單元“逆行”演唱篇章主題曲《逆行者》;12月10日,與曾舜晞、肖宇梁主演的青春冒險劇《終極筆記》播出,在劇中飾演黑眼鏡,並為該劇演唱主題曲《冥冥有聲》;12月20日,獲得騰訊視頻星光大賞-年度潛力歌手。2020年12月31日,參加《江蘇衛視2021跨年演唱會》。
2022年1月24日,2022江蘇衛視春節聯歡晚會官宣劉宇寧加入,演唱《星辰大海》;2月1日,參加《“四海同春”2022全球華僑華人春節大聯歡》。2月15日,參加《2022年中央廣播電視總台元宵晚會》,與洛天依演唱歌曲《Time to shine》(閃耀時刻)。5月23日,與曾舜晞、楊超越主演的古裝武俠劇《說英雄誰是英雄》開播,在劇中飾演白愁飛;6月22日,與劉濤、秦海璐、柴碧雲合作主演的女性成長勵志劇《做自己的光》開機,在劇中飾演,重情重義,事業一度陷入窘境卻依舊樂觀尋找新的人生可能性的蔣俊豪。6月,參演電視劇《樂遊原》;7月15日,參與配音的動畫《蒼蘭訣》播出,為角色九淵配音。7月20日,《一念關山》官宣全陣容,劉宇寧加盟;8月28日,參演電視劇《戀愛的夏天》播出;12月31日,參加《2023江蘇衛視跨年演唱會》,表演節目《笑紅塵》;12月29日,加盟非正式跨年派對,演唱歌曲《現代愛情故事》。
2023年1月15日,參加《2023湖南衛視芒果TV春節聯歡晚會》,演唱《超越》;1月18日,參加《2022微博音樂盛典》,榮獲年度矚目歌手;1月22日,參加江蘇衛視兔年春晚,演唱歌曲《拜一個好年》;1月31日,領銜主演的電視劇《折腰》開機;6月29日,參加《“灣區升明月”2023大灣區電影音樂晚會》;7月12日,主演的古裝虐戀爽劇《安樂傳》播出,在劇中飾演溫柔風雅的洛銘西。7月16日,參加的《不設限畢業禮》播出;7月17日,主演的電視劇《做自己的光》播出;7月18日,演唱的電視劇《做自己的光》片尾曲《如果愛回應》、主題曲《我只願朝著光》發布;9月,演唱的電視劇《西出玉門》的插曲《狂風襲來》上線;11月6日,友情出演的電視劇《樂遊原》播出;11月10日,參加《熠熠生輝閃耀之夜》,演唱歌曲《Fall In Love》11月28日,參演的電視劇《一念關山》播出,在劇中飾演寧遠舟;12月5日,參加的《2023微博視界大會》播出;12月31日,參加《2024江蘇衛視跨年演唱會》,演唱歌曲《中國智慧中國行》。