"Mystery of Love" được sử dụng trong trailer chính thức của Call Me by Your Name và trong cảnh phim mà Elio và Oliver đi leo núi ở Bergamo.[28][56] Do nhận được đề cử ở hạng mục Ca khúc trong phim xuất sắc nhất của giải Oscar, Stevens được mời đến biểu diễn "Mystery of Love" trong lễ trao giải tổ chức vào ngày 4 tháng 3 năm 2018. Các nhạc sĩ đồng nghiệp của anh gồm Chris Thile, Moses Sumney và St. Vincent đã cùng tham gia biểu diễn. Khi trình diễn, anh mặc một bộ tuxedo được đặt may riêng của Gucci, có màu hồng cùng những đường sọc tím và được in nổi hình những con rồng màu xanh da trời. Stevens nói với những phóng viên trong buổi lễ rằng trước màn biểu diễn này, anh chưa từng mặc tuxedo bao giờ.[57]

Video âm nhạc của "Mystery of Love" được đăng tải trên kênh YouTube của Pitchfork vào ngày 4 tháng 1 năm 2018.[58] Video có sử dụng những cảnh quay trong bộ phim, cũng như một đoạn phim mới được ghi hình tại Bảo tàng Khảo cổ Quốc gia ở Naples.[59][60] Lauren O'Neill của Noisey khen ngợi video, gọi nó là một bộ sưu tập "những khoảnh khắc có tính biểu tượng nhất trong bộ phim" và khẳng định rằng "toàn bộ sản phẩm chắc chắn [sẽ] khiến bạn tràn ngập cảm xúc". Cô cũng lưu ý rằng video tập trung vào những hình ảnh và biểu tượng chung trong bộ phim, ví dụ như "những quả đào, cảnh bơi lội, [và] cảnh làng quê ở Ý".[61] Jordan Raup của The Film Stage mô tả video là "là một bài ca tươi đẹp của một trong số những bộ phim lãng mạn xuất sắc nhất năm 2017".[62]

Bài hát cũng được sử dụng trong tập phim có tựa đề "What Have They Done?" của loạt phim truyền hình Big Little Lies trên HBO, phát sóng vào ngày 9 tháng 6 năm 2019.[63]