Năm 2016, Taylor-Joy đóng vai chính trong bộ phim khoa học viễn tưởng kinh dị, Morgan, đạo diễn bởi Luke Scott. Bộ phim được phát hành vào ngày 2 tháng 9 năm 2016. Cũng trong năm đó, cô đóng vai chính trong bộ phim Barry của Vikram Gandhi. Sau đó, cô trở lại và vào vai chính trong bộ phim kinh dị tâm lý Split vào năm 2017, được viết và đạo diễn bởi M. Night Shyamalan. Trong phim cô thủ vai Casey Cooke, bị bắt cóc bởi một người đàn ông bí ẩn với tính cách riêng biệt. Năm 2019, cô sẽ tái hiện vai diễn của mình với vai Casey Cooke trong phim Glass.

Taylor-Joy cũng gắn liền với ngôi sao ở Nosferatu, một bản làm lại của bộ phim cùng tên, được đạo diễn bởi Eggers trong sự hợp tác thứ hai của cô với anh ta. Cô cũng sẽ đóng vai chính trong The Sea Change.

Taylor-Joy là nữ diễn viên chính trong video âm nhạc cho bản phối lại bài hát Red Lips của GTA Skrillex. Cô đã được đề cử cho Giải thưởng BAFTA Rising Star Award năm 2017.