Tháng 7/2016, Vương Tuấn Khải đã phát hành đĩa đơn thứ hai của mình, "Nỗi nhớ vòng đu quay" như là một phần của nhạc nền của sê-ri Mật Mã Siêu Thiếu Niên.[5] OST đạt vị trí số 1 trên Bảng xếp hạng Billboard China V trong 3 tuần liên tiếp.[6] Cùng năm, Vương Tuấn Khải đã phát hành đĩa đơn đầu tiên "Thụ Độc", anh tham gia sáng tác.[7] Cùng năm đó, Vương Tuấn Khải tham gia diễn xuất trong bộ phim Trường Thành của Trương Nghệ Mưu.[8]

Anh đã phát hành đĩa đơn thứ ba "Áo bông nhỏ" vào tháng 1 năm 2017, được sản xuất bởi Lý Vinh Hạo.[9]"Áo Bông Nhỏ" được vinh danh là một trong 10 bài hát hàng đầu tại Liên hoan bảng xếp hạng châu Á 2017. Tháng 4, anh đã tham gia vào dàn khách mời chính của chương trình Cao Năng Thiếu Niên Đoàn.[10] Cùng năm đó, Vương Tuấn Khải được mệnh danh là đại sứ quảng cáo của Trung Quốc cho bộ phim Kingsman: The Golden Circle và phát hành bài hát chủ đề "Lạnh ấm".[11] Tháng 9, anh đã phát hành một đĩa đơn có tựa đề "Karry On" như một phần của lễ kỷ niệm sinh nhật lần thứ 18.[12] Sau đó, anh tham gia diễn xuất trong bộ phim Trung Quốc chuyển thể từ tiểu thuyết nổi tiếng Nhật Bản Điều Kì Diệu Ở Tiệm Tạp Hóa Namiya, được công chiếu vào ngày 30 tháng 12 năm 2017 cùng với Đổng Tử Kiện và Địch Lệ Nhiệt Ba.[13] Ngoài ra, anh còn hát bài hát chủ đề của bộ phim, có tựa đề "Chuyến tàu trong sương" với Lý Kiện.[14]

Năm 2018, Vương Tuấn Khải tham gia bộ phim phiêu lưu dành cho giới trẻ Thiên Khanh Ưng Liệp.[15][16] Cùng năm đó, người ta đã thông báo rằng anh sẽ tham gia bộ phim hoạt hình giả tưởng L.O.R.D: Legend of Ravaging Dynasties 2.[17]

Vào tháng 8 năm 2018, Vương Tuấn Khải đã phát hành cuốn tự truyện đầu tiên của mình có tựa đề "Sự khác biệt của 19 tuổi".